STM32F103C8 GPIO口模拟串口 PA1_PA0模拟UART_可收发 单个字符

STM32F103C8是一款广泛应用的微控制器，属于STM32系列中的基础型产品，具有丰富的GPIO（General Purpose Input/Output）引脚，这些引脚在适当配置下可以模拟各种外设功能，包括串行通信接口UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。在嵌入式系统设计中，通过GPIO模拟串口可以实现硬件资源的有效利用，特别是在没有专用UART接口或者需要扩展额外串口时。 在本实验中，STM32F103C8的PA1和PA0引脚被用于模拟UART功能。UART是一种异步通信协议，通常用于设备间的串行数据传输，常见的应用有串口终端、传感器通信等。通过设置GPIO的工作模式，我们可以将GPIO引脚配置为UART的TX（发送）和RX（接收）线。 你需要了解STM32的GPIO初始化过程。这包括选择GPIO端口模式（如推挽输出、开漏输出、输入等），设置速度等级（低速、中速、高速或超高速），以及上拉或下拉电阻的选择。在模拟UART时，PA1通常设置为推挽输出作为TX，而PA0则设置为输入上拉作为RX。 接下来，我们需要编写UART的软件模拟逻辑。这涉及到定时器的使用，因为STM32的GPIO并没有硬件UART功能，所以需要通过软件定时器来控制数据的发送和接收。例如，定时器中断服务程序可以用来发送和接收单个字符。当发送字符时，定时器会控制PA1引脚在高低电平之间切换，以模拟UART的起始位、数据位、校验位和停止位。接收时，通过检测PA0引脚的电平变化来读取数据。 在STM32的HAL库或LL库中，没有直接支持GPIO模拟UART的函数，因此需要自定义函数来实现这一功能。这些函数可能包括`InitGPIO_UART()`用于初始化GPIO端口，`SendChar_GPIO_UART(uint8_t data)`用于发送一个十六进制字符，以及`ReceiveChar_GPIO_UART()`用于接收一个字符。注意，由于是软件模拟，可能存在一定的延时，因此这种模拟方式可能不适合高波特率和实时性要求高的应用。 实验代码中，你可能会看到类似以下的伪代码： ```c void InitGPIO_UART(void) { // 配置GPIO引脚PA1和PA0 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_0; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // PA1为推挽输出，PA0为输入上拉 GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP; GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); } void SendChar_GPIO_UART(uint8_t data) { // 模拟UART发送过程 // ... (包含起始位、数据位、校验位、停止位的发送) } uint8_t ReceiveChar_GPIO_UART(void) { // 检测并解析PA0引脚上的输入信号，模拟UART接收过程 // ... (解析接收到的字符) } ``` 实验中提到的"只能是单个十六进制"可能意味着该模拟串口仅支持发送和接收单个字节的数据，不支持连续的数据流。这意味着在实际应用中，如果需要传输大量数据，可能需要通过循环或其他方式多次调用发送和接收函数。 STM32F103C8通过GPIO模拟UART是一种灵活且实用的技术，它可以帮助你在资源有限的情况下实现串口通信。但要注意，这种方式的效率和可靠性相比硬件UART会有一定下降，因此在实际项目中应根据具体需求进行选择。