如何利用STM32的USART2串口采集PM2.5传感器数据呢

本文主要记录利用STM32的USART2串口采集PM2.5传感器数据，并通过USART1串口利用串口调试助手显示PM2.5数值。
一、实验器材
正点原子STM32MINI开发板，炜盛科技PM2.5（ZH03B）传感器。
二、硬件连接
STM32的USART1（PA9-TX，PA10-RX）通过CH340芯片与电脑连接，USART2的接收端PA3-RX连接ZH03B的发送端PIN5-TXD。尤其注意你所使用的串口与其他功能不冲突，若冲突会导致串口接收数据错误。
三、实验注意事项
首先理清楚时钟总线，对于STM32F103XC-XD-XE系列而言，GPIOA-GPIOG，USART1在APB2时钟总线上，USART2-UART5在APB1时钟总线上，搞清楚这点会少走弯路，节省开发时间。
四、上硬菜–usart.c程序

#include "sys.h"
#include "usart.h"          
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"                                        //ucos 使用          
#endif
  
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)            
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE
{
        int handle;


};


FILE __stdout;      
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式   
void _sys_exit(int x)
{
        x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
        while(((USART1->SR&0X40)==0)|((USART2->SR&0X40)==0));//循环发送,直到发送完毕   
    USART1->DR = (u8) ch;  
        USART2->DR = (u8) ch;        
        return ch;
}
#endif




#if EN_USART1_RX| EN_USART2_RX|EN_USART3_RX  //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误          
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15，        接收完成标志
//bit14，        接收到0x0d
//bit13~0，        接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记         
u16 USART2_PM25;
u16 USART3_PM25;
  
void uart_init(u32 bound)   //初始化串口1，串口2，串口3，函数的参数是波特率
{


  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;


//串口1设置


  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟


    //USART1_TX   GPIOA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.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);//初始化GPIOA.9


  //USART1_RX     GPIOA.10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  


  //Usart1 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器


   //USART 初始化设置


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式


  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
  
  
  
//串口2设置
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);   //使能USART2，
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能GPIOA时钟


    //USART2_TX   GPIOA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
  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);//初始化GPIOA.2


  //USART2_RX     GPIOA.3初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA.3
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.3  


  //Usart2 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器


   //USART 初始化设置


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式


  USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口2
  
  
//串口3设置
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);   //使能USART3，
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   //使能GPIOB时钟


    //USART3_TX   GPIOB.10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PB.10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB.10


  //USART3_RX     GPIOB.11初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;//PB.11
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB.11  


  //Usart2 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器


   //USART 初始化设置


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式


  USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3
  USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART3, ENABLE);      
  
   
   
}
  




void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
        {
        u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                 //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntEnter();   
#endif
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
                {
                Res =USART_ReceiveData(USART1);        //读取接收到的数据
               
                if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
                        {
                        if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
                                {
                                if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
                                else USART_RX_STA|=0x8000;        //接收完成了
                                }
                        else //还没收到0X0D
                                {       
                                if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
                                else
                                        {
                                        USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
                                        USART_RX_STA++;
                                        if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收          
                                        }                 
                                }
                        }                    
     }
#if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntExit();                                                                                           
#endif
}


void USART2_IRQHandler(void)                    //串口2中断服务程序
    {
    u8 Res;
                       
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                 //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntEnter();   
#endif
    static char start=0;
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
        {


            Res =USART_ReceiveData(USART2); //读取接收到的数据
            //USART_SendData(USART1,Res);
            if(Res == 0x42) //如果接收的第一位数据是0X42（这个是查看传感器的手册得知的）
            {
                USART_RX_STA = 0;     //让数组索引值从0开始
                start = 1;  //这个变量是来确定第二位是否接收到了0X4D（这个也是查看传感器的手册得知的）
            }


            if(start == 1)
            {
                USART_RX_BUF[USART_RX_STA] = Res ; //把接收到的数据存到数组里面
                USART_RX_STA++;
                if(USART_RX_STA >= 24 && (USART_RX_BUF[1]==0x4d))
                    {
                        //USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13]);
                                                USART2_PM25=USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13];
                        printf("USART2_PM25:%dn",USART2_PM25);
                        start  = 0;
                        USART_RX_STA=0;//重新开始接收   
                        USART_RX_BUF[0] = 0;
                    }
                }                  
        }
               
#if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntExit();                                                                                           
#endif
       
  }
       
  
  
void USART3_IRQHandler(void)                    //串口3中断服务程序
    {
               
    u8 Res;
                       
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                 //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntEnter();   
#endif
       
static char start=0;
    if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
        {


            Res =USART_ReceiveData(USART3); //读取接收到的数据
   
            if(Res == 0x42) //如果接收的第一位数据是0X42（这个是查看传感器的手册得知的）
            {
                USART_RX_STA = 0;     //让数组索引值从0开始
                start = 1;  //这个变量是来确定第二位是否接收到了0X4D（这个也是查看传感器的手册得知的）
            }


            if(start == 1)
            {
                USART_RX_BUF[USART_RX_STA] = Res ; //把接收到的数据存到数组里面
                USART_RX_STA++;
                if(USART_RX_STA >= 24 && (USART_RX_BUF[1]==0x4d))
                    {
                                                USART3_PM25=USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13];
                        printf("USART3_PM25:%dn",USART3_PM25);
                        start  = 0;
                        USART_RX_STA=0;//重新开始接收   
                        USART_RX_BUF[0] = 0;
                    }
                }                  
        }
               
#if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
        OSIntExit();                                                                                           
#endif
       
  }
#endif


五、usart.h程序


#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"       
#include "sys.h"


#define USART_REC_LEN                          200          //定义最大接收字节数 200
#define EN_USART1_RX                         1                //使能（1）/禁止（0）串口1接收
#define EN_USART2_RX                         1                //使能（1）/禁止（0）串口2接收
#define EN_USART3_RX                         1                //使能（1）/禁止（0）串口3接收
                 
extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
extern u16 USART_RX_STA; //接收状态标记       


//如果想串口中断接收，请不要注释以下宏定义
void uart_init(u32 bound);
#endif


六、main.c


#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "stdio.h"
#include "stm32f10x.h"


int main(void)
{




        delay_init();                     //延时函数初始化          
        uart_init(9600);                 //串口初始化为9600
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
       
        while(1)
        {
               
                LED0=!LED0;
                delay_ms(250);       
        }                                                                                            
}       


其实main.c中不用点灯，但介于楼主不看见点啥感觉不习惯的毛病，程序里放了个闪烁灯，可自行删除。
  七、通过串口调试助手观察到的实验结果