如何使用STM32与PC进行数据的相互发送、接收？

UART: 通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作 UART。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片， UART 通常被集成于其他通讯接口的连结上。
USART:通用同步/异步串行接收/发送器,(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) USART 是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。
接口通过三个引脚与其他设备连接在一起。任何USART双向通信至少需要两个脚：接收数据输入(RX)和发送数据输出(TX)。
RX：接收数据串行输入。通过过采样威廉希尔官方网站 来区别数据和噪音，从而恢复数据。
TX：发送数据输出。当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的I/O端口配置。当发送器被激活，并且不发送数据时， TX引脚处于高电平。在单线和智能卡模式里，此I/O口被同时用于数据的发送和接收。
USART 发送接收有三种基本方式，轮询、中断和 DMA。
USART结构框图：

关于USART发送和接收的具体过程请查阅《STM32中文参考手册》,了解即可，重点掌握实际操作应用， CubeMX大大简化了程序的编写。方便应用。
接下来简单演示使用STM32与PC进行数据的相互发送、接收…
CubeMX配置

串口1默认为PA9,PA10引脚，由于我的单片机开发板PA9,PA10用作了LED驱动，且并未引出，所以将USART1复用到PB6,PB7。

如果使用中断需要使能串口中断：

时钟配置：



初始化程序分析
串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：


串口时钟使能，GPIO 时钟使能
串口复位
GPIO 端口模式设置
串口参数初始化
开启中断并且初始化 NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）
使能串口
编写中断处理函数
使用CubeMX配置，前面6个步骤已经自动帮我们生成了，我们只需要编写中断处理函数和主函数就可以了，我们这里暂时采用轮询的方式并不需要编写中断处理函数。


生成的串口初始化程序主要在usart.c文件中：


串口参数初始化
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
  huart1.Instance = USART1; //串口选择
  huart1.Init.BaudRate = 115200; //波特率
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; //8位字长
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;  //1位停止位
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;  //无奇偶校验
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; //发送接收模式（全双工）
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; //不使用硬件流控制
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; //过采样
}


串口硬件初始化
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); //串口时钟使能
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //GPIO端口时钟使能
   
    /**USART1 GPIO Configuration   
    PB6     ------> USART1_TX
    PB7     ------> USART1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); //PB6端口初始化
   
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); //PB7端口初始化
   
    __HAL_AFIO_REMAP_USART1_ENABLE(); //使能复用IO时钟
   
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0); //中断优先级管理
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
}       


程序编写
首先在main.c中重定向printf()和scanf()函数到串口发送和接收，方便应用：


/* USER CODE BEGIN 0 */
int fputc(int ch, FILE *f){
uint8_t temp[1] = {ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1, temp, 1, 0xffff);
return ch;
}


int fgetc(FILE * f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1,&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
/* USER CODE END 0 */


然后我们就可以在主函数中使用printf发送数据了：打印一个Pikachu


#define user_main_printf(format, ...)  printf( format "rn", ##__VA_ARGS__)
/* USER CODE BEGIN 2 */
user_main_printf("hello world!");
user_main_printf("       .__ __                  .__           ");
user_main_printf("______ |__|  | _______    ____ |  |__  __ __ ");
user_main_printf("\____ \|  |  |/ /\__  \ _/ ___\|  |  \|  |  \");
user_main_printf("|  |_> >  |    <  / __ \  \___|   Y  \  |  /");
user_main_printf("|   __/|__|__|_ (____  /\___  >___|  /____/ ");
user_main_printf("|__|           \/     \/     \/     \/       ");
  /* USER CODE END 2 */


采用轮询方式接收数据，并且发送到PC串口助手窗口显示：


while (1)
  {
    ch=getchar();
    HAL_UART_Transmit(&huart1,&ch,1,0);
  }


通过串口助手可以看到打印了hello world和pikachu ,并且在发送窗口发送字符，单片机收到后再发送给PC显示：