Ardunio IDE完成STM32板子的串口通信

骑猪看日落 2022-12-27 14:06 533阅读 0赞

### Ardunio IDE完成STM32板子的串口通信 ###

*  一、Ardunio简介
 *  二、 Ardunio IDE安装以及相关配置
 *   *  2.1 前期准备
     *  2.2 软件安装以及配置
     *   *  2.2.1 安装Arduino IDE并配置
     *  2.3 测试软件以及烧录测试程序
 *  三、 按照任务要求相关代码调试
 *   *  3.1 任务要求
     *  3.2程序代码
     *  3.3 实现效果
 *  四、 总结
 *  五、 参考资料

# 一、Ardunio简介 #

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（ArduinoIDE）。

它构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE。

> Arduino IDE适用于**Windows**、**Macintosh OS X**、**Linux**三大主流操作系统

对Arduino的编程是通过 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。[百度百科][Link 1]

> Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。

# 二、 Ardunio IDE安装以及相关配置 #

## 2.1 前期准备 ##

由于是要进行烧录到STM32上进行相关串口通信，所以需要准备一下软件和硬件。  
①软件

*  Ardunio IDE（1.8以上）
 *  Demonstrator GUI（ST官方烧录软件）

②硬件

*  USB转TTL
 *  STM32核心板（其他STM32板也可代替）

## 2.2 软件安装以及配置 ##

相关资料：

*  [Arduino IDE开发STM32F10X的环境][Arduino IDE_STM32F10X]
 *  提取码: q251

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  Arduino\_STM32-master.zip中是国外大佬配置的STM32的文件包。
 *  STM32duino-bootloader-master.zip：相关串口文件

### 2.2.1 安装Arduino IDE并配置 ###

①打开arduino-1.8.12-windows.exe进行安装

> 软件安装路径不要有中文和空格以及其他字符

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

然后一路点击’NEXT’即可安装成功。

②将打包文件中的Arduino\_STM32整个文件夹拷贝到Arduino IDE安装目录下的hareware下

> 这个是默认的安装路径下的handware`C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware`

> 这些配置文件是一位国外大佬写的，他的最新配置文件在github网站[国外大佬STM32配置文件][STM32]

拷贝之后在Arduino中进行检查下：工具>开发板，在下一级菜单目录下就有STM32F1系列的板子了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

③在Arduion中安装编译支持文件  
菜单栏>工具>开发板>开发板管理器，进行搜索ARM。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
这个是在线安装需要下载3~5分钟。

④安装串口烧录软件`flash_loader_demo_v2.8.0.exe`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
⑤插入端口  
由于之后串口烧录文件需要用到端口所以这一步进行端口连接。  
USB转TTL与STM32连线：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>stm32核心板</th> 
   <th>USB转串口</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>PA9 (USART1-TX)</td> 
   <td>RXD</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PA10 (USART1-RX)</td> 
   <td>TXD</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3V3</td> 
   <td>3V3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GND</td> 
   <td>GND</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

然后将STM32开发板上的BOOT0用短路冒接入高电平1，BOOT1用短路冒接入低电平0。

示范如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
⑥确认USB转TTL工具连线无误后，将USB转TLL插入电脑USB接口，然后在系统菜单中找到Demonstrator GUI并打开。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

> 如果文件没没有显示你的端口号，请跳至下载的压缩包文件`STM32duino-bootloader-master.zip`目录下`bootloader_only_binaries`中寻找适合自己板子的LED端口。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

> 如果还是没有自己的LED引脚，也不要着急，默认选择PC13之后也可以外接LED。**有没有LED不要紧，最后调试串口成功才能说明配置环境算是成功了。**

这里串口烧录软件就安装成功了。

## 2.3 测试软件以及烧录测试程序 ##

①打开Arduino  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
**以上配置很重要**

这里建议也进行如下设置

*  文件>首选项

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]

> 可以显示行号以及显示详细验证与上传信息。

②测试代码

void setup() {
        
    //initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
    pinMode(PC13, OUTPUT);
    Serial.begin(115200);
    }
    
    // the loop function runs over and overagain forever
    void loop() {
        
    digitalWrite(PC13, HIGH); //turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(1000); // wait for a second
    digitalWrite(PC13, LOW); //turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(1000); // wait for a second
    Serial.println("Hello World!");
    delay(100); // wait for a second
    }

> **以上代码默认PC13为LED**，请各位注意。  
> 这里对代码没有相对应的解释，大家有兴趣的可以自己查找学习下。

③编译![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]  
![在这里插入图片描述][20201211200045572.png]  
编译成功。

④烧录  
点击上传即可。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]  
这里一定要设置好BOOT0和BOOT1的跳线，否则将无法上传。

⑤测试效果

![在这里插入图片描述][20201211203533125.gif]

![在这里插入图片描述][20201211201726230.gif]

> 串口通信一定要设置正确的波特率进行传输与接收，否则将会出现乱码和接收不到的情况。

> 以上软件安装以及配置大体参考[使用Arduino IDE开发STM32F10X][Arduino IDE_STM32F10X 1]

# 三、 按照任务要求相关代码调试 #

## 3.1 任务要求 ##

1）持续向串口输出“Hello world！”；  
2）当接收到“stop”时，停止输出。  
3）当接收到“begin”时，开始输出。  
默认一开始就还是输入“Hello world！”。

## 3.2程序代码 ##

*  程序代码

String Stopflag = "stop\n";//停止发送信号,因为默认读字符串是会将'\n'读入所以将Stopflag= "stop\n"
    String Beginflag = "begin\n"; //恢复发送信号
    int flag = 1;//设置标志位
    String  inputString  = "";//定义inputString
    
    
    void setup() {
        
      pinMode(PC13, OUTPUT);//PC13模式设置为输出，有个现象就是打开这个端口，PC13默认高电压
      Serial.begin(115200);//设置波特率为115200
    }
    
    void loop() {
        
      digitalWrite(PC13, HIGH);                          //LED灭
      dely(1000);                                      // 延时
      digitalWrite(PC13, LOW);                          //LED灭
      delay(1000);                                      // 延时，标识系统正在运行
      while (Serial.available())//输入信号进入缓冲
      {
         inputString = Serial.readString(); //直接读取字符串至inputString
        delay(2);//这里延时是为了字符串完整读入
      }
    //  if (inputString.length() > 0) //如果inputString长度大于0，则进行输出数据，可判断字符是否读入
    //  {
        
    //    Serial.print(inputString);//输出，
    //
    //  }
    
      if (Stopflag.equals(inputString)) //停止标志位于输入信号一致，便停止发送数据
      {
        
        flag = 0;//标志位置0
        Serial.println("已停止发送");
        inputString = "";//清空，跳出if--因为之前实验有出现过一直在if循环的情况出现
      }
      if (Beginflag == inputString) //开始标志位于输入信号一致，便开始恢复发送数据
      {
        
        flag = 1;
        Serial.println("已恢复发送");
        inputString = "";
      }
      inputString = ""; //inputString置空
    
      if (flag)
      {
        
        //flag为1表示允许stm32发送数据
        //    if (flag == 1) times++;
        //      if ( flag == 1)
        Serial.println("hello Windows!");
        delay(100);
    
      }//代码来源Liu-FE
    }

## 3.3 实现效果 ##

![在这里插入图片描述][20201211204302749.gif]

> 输入判定的时候有明显延迟，该延迟是为了串口可以有效读出缓存区的数据。

相关函数介绍参考[Arduino官网串口使用指南][Arduino]

# 四、 总结 #

通过对Arduino的初步认识与学习，感受到了Arduino的简单易用以及良好的编程环境，大大提高了我对该Arduino IDE和Arduino开发板的兴趣。其中也遇到了不少问题，但在解决问题的同时，也提升了分析问题，解决问题的能力。希望自己日后可以腾出更多的时间来了解并学习Arduino。

# 五、 参考资料 #

\[1\][使用Arduino IDE开发STM32F10X][Arduino IDE_STM32F10X 1]  
\[2\][Arduino基础入门篇23—串口通讯][Arduino_23]  
\[3\][Arduino 的串口通信][Arduino 1]  
\[4\][Arduino中文社区][Arduino 2]

[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/Arduino/9362389?fr=aladdin
[Arduino IDE_STM32F10X]: https://pan.baidu.com/s/1kqpP1YGKtY2WRz9GNT0Z7w
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/3e7f4d685215419d8b30ce0cc98c3c50.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221120/ad59ad22e393440ca7c48641db63882a.png
[STM32]: https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221120/f23a27c50da04b64830103e553fa5258.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221120/3523d588a4ae413fbbcf61ec65192f67.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221120/0481f877350042988f9f0543f56b948c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221120/8f715e460e634a398d692528ce228d17.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221120/54f2cfaa06ae4234a42b700fde75ed64.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221120/fc436bd468be44f7bd9019f4361ad4dd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221120/aef9289ceb1c42a89e760f44581e3e5e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20221120/9a56aca346da4d42a5f185a1eae3822f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20221120/006060c0ea8143b08bfea24f96c1d76e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20221120/52fb26af0a914bce946687ae957c7fd0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20221120/4416467a9e0b47b687d7f1c4adccad43.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20221120/97fe3d2fc675453b88cafd32736fffd7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20221120/d3d703f7f45a4a69bfe3cdceeceadfcf.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20221120/54fbb9319f8b429a81ed57acd84d537a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20221120/7ebaec5776b64f37925e9065feda6e4e.png
[20201211200045572.png]: /images/20221120/0142eeeef54e419882199c80bd0161f1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]: /images/20221120/a199143206fe4c308792ef8f8f79b4b8.png
[20201211203533125.gif]: /images/20221120/acbe6915deee4d6cac8ed7753af2d1a3.png
[20201211201726230.gif]: /images/20221120/f0f386a6a16546d5bf3d5eadafeb4068.png
[Arduino IDE_STM32F10X 1]: https://blog.csdn.net/quansirx/article/details/104906563
[20201211204302749.gif]: /images/20221120/15000fcd95de432ab0d418f54dd6eecd.png
[Arduino]: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/
[Arduino_23]: https://www.jianshu.com/p/a102ebeb1f1f
[Arduino 1]: https://blog.csdn.net/Janet_1994/article/details/53187344?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522160760668219725211987763%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=160760668219725211987763&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-2-53187344.nonecase&utm_term=arduino%E4%B8%B2%E5%8F%A3&spm=1018.2118.3001.4449
[Arduino 2]: https://www.arduino.cn/