STM32 与 linux 双向串口通信实验
本文记录STM32 与 linux 双向串口通信，包含stm32发送、Linux阻塞式接收；Linux发送，STM32阻塞式接收；本实验的目的在于调通数据链路，为之后使用奠定基础。
实验平台为：
STM32方面用的是STM32H723ZGT6为核心的开发板;开发环境为 VSCode + AC5编译器，调试器用的是STLINK-V2；
Linux方面：用的是luckfox的RV1106-G3为核心的开发板；开发环境为window环境下的Clion+交叉编译器，linux为Ubuntu22.04虚拟机，使用ADB将编译后的程序发送到linux开发板；
STM32 向 Linux 串口发送数据
STM32方面代码使用CubuMx生成，串口基本参数为：
1.波特率：115200；
2.数据宽度为8bits；
3.无停止位；
4.无奇偶校验位；
5.一个停止位；
初始化方面代码比较简单，故不放了，放一张CubeMx的配置截图：
发送代码在main的while循环中，代码逻辑为：每隔500ms发送一次数据，发送10次数据后发送"exit"，使Linux端退出阻塞式接收，代码如下：
uint8_t TransTemp[] = {"receiveTemp"};
while (1)
{
/* Transmit data code*/
for(int i=0; i<10; i++)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);
HAL_UART_Transmit(&huart2, TransTemp, sizeof(TransTemp), 0xffff);
HAL_Delay(500);
}
HAL_UART_Transmit(&huart2, "exit", 4, 0xffff);
}
Linux方面：如果没有开启串口，需要在设备数中开启串口，开启过程可以见Luckfox的wiki:https://wiki.luckfox.com/zh/Luckfox-Pico/Luckfox-Pico-UART#5修改设备树
Linux方面串口配置和接收逻辑直接由代码配置，代码逻辑为：首先以打开UART3，对其进行基本配置，配置完成后进入阻塞式接收程序，串口一直接收数据并打印，若一段时间未接收到数据则打印Timeout，开始下一轮接收；直到接收到"exit"数据，退出接收，关闭串口。程序如下：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
int main() {
int serial_port_num=3;
char serial_port[15];
sprintf(serial_port,"/dev/ttyS%d",serial_port_num);
int serial_fd;
serial_fd = open(serial_port, O_RDWR | O_NOCTTY);
if (serial_fd == -1) {
perror("Failed to open serial port");
return 1;
}
struct termios tty;
memset(&tty, 0, sizeof(tty));
if (tcgetattr(serial_fd, &tty) != 0) {
perror("Error from tcgetattr");
return 1;
}
cfsetospeed(&tty, B115200);
cfsetispeed(&tty, B115200);
tty.c_cflag &= ~PARENB; // NO parity bit
tty.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1 stop bit
tty.c_cflag &= ~CSIZE; // clear transimit bit
tty.c_cflag |= CS8; // set data bits to 8 bits
tty.c_cflag |= CREAD | CLOCAL; // Turn on READ & ignore ctrl lines
// Set input mode (non-canonical, no echo,...)
tty.c_lflag &= ~ICANON;
tty.c_lflag &= ~ECHO;
// Set output mode (no post-processing)
tty.c_oflag &= ~OPOST; // no post-processiing means that out row data
// Set timeout to 1 second
tty.c_cc[VTIME] = 1; // inter-character timer unused
tty.c_cc[VMIN] = 1; // wait for up to 1 second for 1 byte
if (tcsetattr(serial_fd, TCSANOW, &tty) != 0) {
perror("Error from tcsetattr");
return 1;
}
/* Receive data in block mode! */
char rx_buffer[16] = {};
int bytes_read;
// 主循环
while (1) {
memset(rx_buffer, 0, sizeof(rx_buffer)); // 清空缓冲区
bytes_read = read(serial_fd, rx_buffer, sizeof(rx_buffer) - 1);
if (bytes_read > 0) {
rx_buffer[bytes_read] = '\0'; // 添加字符串结束符
printf("\rrx_buffer: %s\n", rx_buffer);
} else if (bytes_read == 0) {
printf("No data received.\n");
} else {
if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
printf("Timeout occurred.\n");
} else {
perror("Error reading from serial port");
}
}
// 检查是否接收到 "exit" 以退出循环
if (strncmp(rx_buffer, "exit", 4) == 0) {
break;
}
}
close(serial_fd);
return 0;
}
实验现象见图，在Linux端可以一直接收到数据，直到STM32端exit数据发送。
可以看到最后一个数据为"exitreceiveTemp"这是为什么呢？
从STM32端的代码可以发现：
这两个发送间距很快，因此接收端认为其是一次发送；
Linux 向 STM32 串口发送数据
发送完成后，接收就大同小异，STM32方面代码较为简单，逻辑为：阻塞式接收，通过判断接收首位是否为0及字符'\0'，判断是否接收到数据，若接收到数据则printf出来，代码如下：
uint8_t ReceiveTemp[11] = {};
while (1)
{
/* Receive data code */
memset(ReceiveTemp, 0, sizeof(ReceiveTemp));
HAL_UART_Receive(&huart2, ReceiveTemp, 11, 0xffff);
if(ReceiveTemp[0] != 0)
{
printf("Receive data:%s\n", ReceiveTemp);
}
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);
}
Linux方面，只需将接收部分换成发送即可，代码逻辑为：定时发送。代码如下：
/* Transmit data in 1s intervals */
char tx_buffer[] = {"0123456789"};
while(1)
{
ssize_t bytes_written = write(serial_fd, tx_buffer, sizeof(tx_buffer));
if(bytes_written != sizeof(tx_buffer))
{
fprintf(stderr, "Filed to send all data. Sent %zd out of %zu bytes.\n",
bytes_written, sizeof(tx_buffer));
}else{
printf("Data send successfully.Data len is:%d\n", bytes_written);
}
sleep(1);
}
实验现象为：
Linux方面：每发送成功一次则打印一次；
STM32方面：每接收成功一次则将接收结果打印出来；
总结
本文实现了STM32 与 Linux平台的串口双向阻塞式通讯，根据实验效果验证效果可行。
