使用的開發(fā)環(huán)境是STM32CubeMX+VSCode-PlatformIO，用CubeMX初始化外設(shè)，然后導(dǎo)入到PlatformIO中開發(fā)實(shí)際應(yīng)用。
結(jié)果出師不利，前后折騰將近一整天，始終輸出亂碼。
嘗試的方法如下：
-
降低波特率
低波特率一般不容易出錯，容錯率較高。
image.png
依舊是亂碼。
-
降低系統(tǒng)頻率
過高的CPU主頻會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，是不是CPU跑飛了？加上LED指示燈代碼，顯示依然是正常的。繼續(xù)修改系統(tǒng)頻率（原本設(shè)置為滿頻率168Mhz，后降為84Mhz）
亂碼 嘗試避免使用中斷方式發(fā)送
用HAL_UART_Transmit()函數(shù)發(fā)送，依然亂碼。-
嘗試換用外接TTL轉(zhuǎn)換器
去掉PA9、PA10到USB的跳線帽，連接外部USB-TTL，
image.png
結(jié)果：
- 懷疑是不是片內(nèi)UART部分硬件燒壞了？
用示波器檢測PA9腳上波形，測到的結(jié)果：
image.png
似乎看不出什么所以然來，后繼續(xù)查閱前人提問資料，翻到這樣一條：
串口通信，顯示亂碼！-CSDN論壇
亂碼就一種可能，波特率不對。如果有示波器可以用示波器看一下。收一個最小的脈沖，他的脈寬就是實(shí)際的波特率的倒數(shù)。
讓我們記住這句話。
放大看一個最小波形寬度，得到的結(jié)果是 27.1us. 按照wackestar老哥的計(jì)算方法，對應(yīng)的波特率就是1/27.1*1e6=36900，似乎并不怎么對勁，我不是設(shè)置的115200??？
寫進(jìn)串口監(jiān)視器配置里看看輸出：
問題解決。
...
原因呢？
算一下115200和36900之間的倍率，剛好3.12倍。。。好像沒啥規(guī)律呀。
測試一下附近的標(biāo)準(zhǔn)波特率，38400，同樣可以準(zhǔn)確解碼。而115200和38400之間剛好差了3倍。然而還是沒搞懂哪里用錯了。翻看一下使用手冊：
也并沒有弄明白為什么。
查看HAL認(rèn)為的系統(tǒng)頻率，發(fā)現(xiàn)是這個數(shù)：262.50Mhz。而設(shè)定值為84Mhz，將這個數(shù)字乘3，為252Mhz。這個值是比較接近輸出值的。會不會是因?yàn)橥獠繒r鐘設(shè)置沒有生效呢？
查看stm32f4xx_hal_conf.h文件，發(fā)現(xiàn)是有設(shè)置時鐘頻率的。但是沒有導(dǎo)入？
這是HAL庫的默認(rèn)配置文件，按道理來說應(yīng)該是采用項(xiàng)目中的配置，但不清楚什么原因始終導(dǎo)入的是庫文件的配置。
修改為8Mhz
修改后的輸出：
這次又出現(xiàn)了亂碼，不過不用慌，因?yàn)檫@時的波特率已經(jīng)發(fā)生變化，修改為115200：
完美解決！
分析原因
由于stm32f4xx_hal_conf.h文件錯誤導(dǎo)入，導(dǎo)致STM32Cube庫錯誤的計(jì)算了系統(tǒng)時鐘震蕩頻率，進(jìn)而算出了錯誤的串口時鐘，從而在PC端上使用預(yù)定的波特率無法正常接收消息，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)亂碼。
修改系統(tǒng)庫內(nèi)配置文件為正確的晶振頻率后，輸出一切正常。
使用printf函數(shù)進(jìn)行串口輸出？
順便提一下（也是本次探索的副產(chǎn)品）如何使用print函數(shù)來實(shí)現(xiàn)串口輸出吧，畢竟printf函數(shù)在調(diào)試當(dāng)中非常方便。
由于PlatformIO IDE使用的編譯器比較特別，是用的arm-eabi-none標(biāo)準(zhǔn)嵌入式設(shè)備GCC編譯器，所以和STM32CubeIDE以及Keil MDK編譯器特性都不相同，所以無論網(wǎng)上多見的fputc()函數(shù)，或者__io_putchar()乃至_write()函數(shù)都無法實(shí)現(xiàn)print函數(shù)的串口重定向。順便放出來供參考（親測對PlatformIO附帶的編譯器無效）：
#include <stdio.h>
__IO ITStatus USART1Ready = RESET;
/* USER CODE BEGIN PV */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1);
while (USART1Ready != SET)
{
}
USART1Ready = RESET;
return ch;
}
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){
if(huart->Instance==USART1)
{
USART1Ready = SET;
// HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_10);
}
}
/* USER CODE END PV */
int _write(int fd, char *ptr, int len)
{
UNUSED(fd);
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1 , (uint8_t *)ptr, len);
while (USART1Ready != SET) {
}
USART1Ready = RESET;
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_10);
return 0;
}
這里定義USART1Ready 變量起到防止同步讀寫出現(xiàn)亂碼的作用。
而且printf代碼是包含在lib庫中的，所以無法看到其具體實(shí)現(xiàn)，因此也很難追溯其調(diào)用中間步驟。
所以才有了這里的曲線救國方案：
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
void print(const char *fmt, ...);
void vprint(const char *fmt, va_list argp)
{
char string[200];
if(0 < vsprintf(string, fmt, argp)) // build string
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)string, strlen(string), 0xffffff); // send message via UART
}
}
void print(const char *fmt, ...) // custom printf() function
{
va_list argp;
va_start(argp, fmt);
vprint(fmt, argp);
va_end(argp);
}
測試代碼：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
HAL_Delay(500);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_9);
HAL_Delay(250);
// uint8_t str[] = {32, 33, 34, 35, 36};
uint8_t str[] = "Hello, 嚶嚶嚶。\n";
// HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, str, sizeof(str));
print("Hello\n");
print((char*)str);
print("double: %lf\n", a=a+0.01);
print("SysClock Freq: %.2f Mhz\n", (float)HAL_RCC_GetSysClockFreq()/(float)1e6);
print("HCLK1 Freq: %.2f Mhz\n", (float)HAL_RCC_GetHCLKFreq()/(float)1e6);
print("PCLK1 Freq: %.2f Mhz\n", (float)HAL_RCC_GetPCLK1Freq()/(float)1e6);
print("PCLK2 Freq: %.2f Mhz\n", (float)HAL_RCC_GetPCLK2Freq()/(float)1e6);
uint32_t pllm, pllvco, pllp, sysclockfreq;
pllm = RCC->PLLCFGR & RCC_PLLCFGR_PLLM;
if(__HAL_RCC_GET_PLL_OSCSOURCE() != RCC_PLLSOURCE_HSI)
{
/* HSE used as PLL clock source */
pllvco = (uint32_t) ((((uint64_t) HSE_VALUE * ((uint64_t) ((RCC->PLLCFGR & RCC_PLLCFGR_PLLN) >> RCC_PLLCFGR_PLLN_Pos)))) / (uint64_t)pllm);
}
else
{
/* HSI used as PLL clock source */
pllvco = (uint32_t) ((((uint64_t) HSI_VALUE * ((uint64_t) ((RCC->PLLCFGR & RCC_PLLCFGR_PLLN) >> RCC_PLLCFGR_PLLN_Pos)))) / (uint64_t)pllm);
}
pllp = ((((RCC->PLLCFGR & RCC_PLLCFGR_PLLP) >> RCC_PLLCFGR_PLLP_Pos) + 1U) *2U);
sysclockfreq = pllvco/pllp;
print("HSE_VALUE, pllm, pllvco, pllp, sysclockfreq = %u \t %u \t %u \t %u \t %u\n", HSI_VALUE, pllm, pllvco, pllp, sysclockfreq);
print("sysclockfreq: %.2f Mhz\n", (float)sysclockfreq/(float)1e6);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
如何print輸出浮點(diǎn)數(shù)float以及double？
這里又有一個坑...因?yàn)檎Ｇ闆r你的輸出格式應(yīng)該長這樣：
也就是無法對浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行格式輸出，這是由于printf庫內(nèi)容很大，所以嵌入式版本默認(rèn)進(jìn)行了縮減，所以直接使用是無法進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)格式化的。
解決辦法是引入一個浮點(diǎn)數(shù)printf庫，而這個庫在編譯器中是自帶的，只是需要選擇性加載進(jìn)來：
build_flags =
-Wl,-u_printf_float
在platformio.ini文件中添加上面的代碼，就會看到前面的輸出結(jié)果了。實(shí)測可以很好的進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)格式處理，包括截?cái)嗵幚怼⒎柼幚?、補(bǔ)全處理等等，同時也支持雙精度小數(shù)的輸出，到目前為止基本使用起來得心應(yīng)手了。
小彩蛋
測試得到的36900的波特率與設(shè)置的波特率115200剛好差3.12倍。
而測試得到的系統(tǒng)頻率262.50Mhz與設(shè)定的頻率84.00Mhz相差也是3.125倍。
晶振設(shè)置頻率25000000 Hz與實(shí)際的8000000 Hz相差也是 25/8=3.125倍。
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