STM32F407：实现简易的串口通信与温度监测系统
STM32F407是STM32系列中一款功能强大的微控制器，广泛应用于嵌入式领域。本文将基于STM32F407，构建一个串口通信和温度监测的系统，通过串口发送温度数据，并通过简单的命令控制LED状态。一、项目目标
[*]使用STM32F407的ADC采集温度传感器数据。
[*]通过USART将采集的数据发送到PC端。
[*]接收PC端命令控制开发板上的LED。
二、硬件资源
[*]STM32F407开发板
[*]LM35温度传感器（模拟信号输出）
[*]USB转TTL模块（用于串口通信）
[*]LED灯及限流电阻
三、开发环境
[*]STM32CubeIDE
[*]STM32CubeMX（用于生成初始化代码）
[*]串口调试工具（如Docklight或SSCOM）
四、代码实现以下是核心代码部分：
#include "main.h"
#include <stdio.h>
ADC_HandleTypeDef hadc1;
UART_HandleTypeDef huart2;
uint16_t adc_value;
char uart_buffer;
/* 初始化ADC */
void MX_ADC1_Init(void) {
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
HAL_ADC_Init(&hadc1);
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}
/* 初始化USART */
void MX_USART2_UART_Init(void) {
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 9600;
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
HAL_UART_Init(&huart2);
}
/* 读取ADC值并转换为温度 */
float Read_Temperature(void) {
HAL_ADC_Start(&hadc1);
if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY) == HAL_OK) {
adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
HAL_ADC_Stop(&hadc1);
return (adc_value * 3.3 / 4096) * 100;// 假设LM35输出10mV/°C
}
/* 主函数 */
int main(void) {
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_ADC1_Init();
MX_USART2_UART_Init();
float temperature;
while (1) {
/* 获取温度值 */
temperature = Read_Temperature();
/* 通过USART发送温度数据 */
sprintf(uart_buffer, "Temperature: %.2f C\r\n", temperature);
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)uart_buffer, strlen(uart_buffer), HAL_MAX_DELAY);
/* 接收命令并控制LED */
uint8_t received_char;
if (HAL_UART_Receive(&huart2, &received_char, 1, 100) == HAL_OK) {
if (received_char == '1') {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);// 打开LED
} else if (received_char == '0') {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);// 关闭LED
}
}
HAL_Delay(1000);
}
}
五、代码解读
[*]ADC采集温度
使用STM32F407的ADC模块读取LM35的输出电压，并根据电压计算温度。
[*]USART通信
使用USART2与PC端进行通信，实现数据发送和命令接收。
[*]LED控制
接收PC端发送的命令，控制LED的开关状态。
[*]优化点
可以增加错误处理，例如检测ADC转换失败或串口超时。
六、硬件连接
[*]将LM35的输出连接到ADC输入通道（如PA0）。
[*]USB转TTL模块的TX和RX分别连接到USART2的RX和TX。
[*]LED正极接到GPIO输出引脚（如PA5），负极接地。
七、测试步骤
[*]配置STM32CubeMX生成基础初始化代码。
[*]将代码导入STM32CubeIDE，复制并粘贴上述代码。
[*]编译并烧录到STM32F407开发板。
[*]打开串口调试工具，设置波特率9600。
[*]检查温度数据输出，并尝试发送命令控制LED。
这个温度读取的代码好清晰，适合我的小项目，收藏了！ 请问如果换成DS18B20传感器，修改起来麻烦吗？ 用USART发送数据时，有没有其他方法处理超时问题？ 这个温度计算公式很有用，刚好适合我用的LM35！ 我觉得LED的控制功能挺实用，有扩展到家居控制的潜力。 有没有推荐的高精度传感器，搭配STM32使用？ USART2初始化代码看着很简洁，新手也能理解！ 串口调试工具用哪个比较方便？我用Docklight偶尔会掉线。 如果温度数据采样频率更高，系统会不会有延迟问题？
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