趁热打铁！STM32F103串口通信入门实战：以正点原子战舰V3为例（基于标准库）

三、代码编写与原理解析

我们不直接复制例程，而是手动建立一个核心逻辑。代码基于STM32标准库。

3.1 编程目标

1. 初始化串口1，波特率设置为115200。

2. 实现printf重定向，方便打印调试信息。

3. 开启接收中断。当收到PC发来的数据后，立即在中断中把数据原样发回，并翻转LED0（DS0）状态作为视觉反馈。

3.2 串口初始化函数

我们需要一个独立的串口初始化函数。注意，开启中断必须配置NVIC。

// usart.c 部分代码

#include "usart.h"
#include "led.h" // 用于中断中控制LED
/**
 * @brief 串口1初始化
 * @param bound: 波特率，如 115200
 */
void uart_init(u32 bound)
{
    // GPIO和USART结构体定义
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 1. 使能时钟 (重要：GPIOA和USART1均挂载在APB2总线上)
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    // 2. 配置GPIO引脚模式
    // TX (PA9) 需要配置为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // RX (PA10) 需要配置为浮空输入或带上拉输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 3. 配置USART模式
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位数据
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;      // 1位停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;        // 无奇偶校验
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无硬件流控
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; // 收发模式均使能
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 4. 配置中断 (接收非空中断)
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // RXNE: 接收缓冲区非空中断

    // 5. 配置NVIC中断优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;        // 串口1中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;       // 子优先级1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 6. 使能串口
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

这是串口通信的灵魂。当串口收到数据时，硬件会自动触发此函数。

在主函数中，我们只需要完成初始化，然后让程序空转。所有收发的逻辑都交给中断处理。

// main.c

#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
int main(void)
{
    // 硬件初始化
    delay_init();        // 延时函数初始化
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设置NVIC中断分组为2 (2位抢占，2位响应)
    LED_Init();           // 初始化LED引脚
    uart_init(115200);    // 串口1初始化，波特率115200

    // 打印提示信息 (需要配合fputc重定向)
    printf("STM32F103 串口实验 (战舰V3)\r\n");
    printf("PC发什么，我就回什么，同时LED0翻转一次\r\n");
    while(1)
    {
        // 主循环无任务，一切依赖中断
        // 这里可以干其他事情，比如延时、读取传感器等
    }
}

3.5 关于printf的重定向

为了让printf能通过串口输出，需要重写fputc函数：

// usart.c 中添加
#include <stdio.h>
// 重定向c库函数printf到串口1
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    // 发送一个字节数据到串口1
    USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
    // 等待发送完成
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    return ch;
}

四、实验现象与验证

1. 编译下载：将代码编译无误后，通过FlyMcu或者ST-Link下载到战舰V3开发板。

2. 打开串口助手：推荐使用正点原子的XCOM。选择对应的COM口，设置波特率115200，数据位8，停止位1，无校验。

3. 复位观察：

   • 此时XCOM应该会收到两行开头的提示信息。

   • 在发送区输入任意字符串，如Hello STM32，点击发送。

   • 观察现象：接收区立刻显示同样的Hello STM32。同时，开发板上的DS0（红色LED）每收到一个字节就会闪烁一次，与发送的字数对应。

如果发现没反应，请按照以下顺序排查：

• P4跳帽是否插紧？这是最常见的疏忽。

五、进阶思考

本次实验实现了简单的单字节中断处理。但在实际项目中，我们往往需要处理不定长度的数据帧。这时候，仅靠上面的简单中断是不够的，通常需要引入空闲中断（IDLE）来判断一帧数据的结束，或者构建环形缓冲区来存储数据。

对于战舰V3开发板，如果你想实现更复杂的串口协议解析（比如连接ESP8266模块发送AT指令），建议使用串口2或串口3，这样可以避免与调试用的串口1冲突，也方便模块化管理。

六、结语

串口通信看似简单，但却是嵌入式开发的“任督二脉”。通过本次实战，相信你已经掌握了STM32标准库下串口的基本配置和中止响应流程。希望这篇基于战舰V3的原创教程能帮你在嵌入式的道路上更进一步。如果你在实验过程中遇到问题，欢迎留言交流！