annysky 发表于 2019-8-5 13:28:04

紧急求助,关于STM32F407VGT6芯片USART串口通讯(sp3232)问题...

今天在这里请教大家一个问题,关于STM32F407的串口通讯的问题,其实这是个很LOW的问题,但是不得不请教大家。
1.问题描述
使用的单片机是STM32F407VGT6芯片,100引脚的。串口通道到USART3,串口芯片是SP3232芯片。通讯速率是115200-8-n-1。
对单片机进行测试时,发现收发的数据出现乱码的情况,完全不能使用。


2.故障排查
(1)首先检查硬件问题。
硬件电路图如下:
http://www.openedv.com/data/attachment/forum/201908/04/231323hmltovutrt8xvzto.png
该电路图按照数据手册还有原子哥的电路图进行设计的,测试各点电压:(16脚电压3.27V,2脚电压5.89V,6脚电压-5.3V,1脚与3脚之间电压2.9V,4脚与5脚之间电压5.56V)。
外部通过USB转TTL工具将单片机与PC连接起来,进行了交叉连接。


(2)检查调试工具
其中怀疑是调试工具的问题,换了3个不同厂家的USB转TTL的进行测试,显示的结果都是一样,通讯乱码。排除通信工具的问题。


(3)检查串口助手
同样换了3个串口调试助手,包括原子的串口助手,问题现象也是一样。


(4)检查通讯芯片
a.鉴于网上以及自己经验,SP2332的假货比较多,对测试的SP3232进行更换新的,在此期间更换为MAX232(将芯片的电压通过飞线更改为5V),又通过正规渠道更换为max3232,同样的结果,通讯乱码。
b.对SP3232进行回环测试,即将USART3(9脚和10脚短接),通过串口调试助手发送数据,此时发送数据正常。又将USART6(11脚和12脚)短接,发送数据也正常,说明通讯芯片是正常的。


(5)检测单片机的通讯引脚
测试方法为,将SP3232芯片去掉,将USART3的TXD和RXD直接与USB转TTL的工具的RXD和TXD连接,通过调试助手发送数据,也能正常收发数据,发送什么回复什么数据。
这时将SP3232芯片重新焊接上,通讯还是乱码,简直无法相信。


(6)检查单片机外围元器件
a.首先检查有无虚焊问题。
将单片机外围的元器件重新焊锡,补焊
b.检查电路问题,对照官方的原理图以及网上关于STM32F407VGT6芯片的原理图进行仔细核实,没有发现什么问题。
原理图如下(关于电源和晶振部分):
http://www.openedv.com/data/attachment/forum/201908/04/233701u3hpeo9fth6vhw7d.png


c.检查晶振
晶振为8MHz,焊接并无问题,测试晶振引脚电压,分别为1.81V、1.69V。
并将晶振Y3(32.768KHz)去掉。

(7)检查程序问题
本次测试实例有两个,一个是原子哥的《实验4 串口实验》,另外一个是野火的《USART2—USART2接发》,不要见怪,实在没办法。
a.原子哥的《实验4 串口实验》
修改引脚和时钟、中断配置:


//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{         
      while((USART3->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
      USART3->DR = (u8) ch;      
      return ch;
}
#endif

#if EN_USART1_RX   //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误         
u8 USART_RX_BUF;   //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15,      接收完成标志
//bit14,      接收到0x0d
//bit13~0,      接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记      


//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound){
   //GPIO端口设置
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
      USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
      
      RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE); //使能GPIOA时钟
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART1时钟

      //串口1对应引脚复用映射
      GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_USART3); //GPIOA9复用为USART1
      GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART3); //GPIOA10复用为USART1
      
      //USART1端口配置
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //GPIOA9与GPIOA10
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      //速度50MHz
      GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
      GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9,PA10


   //USART1 初始化设置
      USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
      USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
      USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
      USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
      USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
      USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;      //收发模式
      USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口1
      
      USART_Cmd(USART3, ENABLE);//使能串口1
      
      USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC);
      
#if EN_USART1_RX      
      USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断


      //Usart1 NVIC 配置
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;//串口1中断通道
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;                //子优先级3
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);      //根据指定的参数初始化VIC寄存器、


#endif
      
}




void USART3_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
{
      u8 Res;
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC               //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
      OSIntEnter();   
#endif
      if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
      {
                Res =USART_ReceiveData(USART3);//(USART1->DR);      //读取接收到的数据
               
                if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
                {
                        if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
                        {
                              if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
                              else USART_RX_STA|=0x8000;      //接收完成了
                        }
                        else //还没收到0X0D
                        {      
                              if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
                              else
                              {
                                        USART_RX_BUF=Res ;
                                        USART_RX_STA++;
                                        if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收         
                              }               
                        }
                }                  
}
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC               //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
      OSIntExit();                                                                                          
#endif
}



在主函数中进行修改后:
      while(1)
      {
                if(USART_RX_STA&0x8000)
                {                                          
                        len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
                        printf("\r\n您发送的消息为:\r\n");
                        for(t=0;t<len;t++)
                        {
                              USART_SendData(USART3, USART_RX_BUF);         //向串口1发送数据
                              while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
                        }
                        printf("\r\n\r\n");//插入换行
                        USART_RX_STA=0;
                }else
                {
                        times++;
                        if(times%5000==0)
                        {
                              printf("\r\nALIENTEK 探索者STM32F407开发板 串口实验\r\n");
                              printf("正点原子@ALIENTEK\r\n\r\n\r\n");
                        }
                        if(times%200==0)printf("52353535\r\n");
                        if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.
                        delay_ms(10);   
                }
      }



查看时钟配置:
#if !defined(HSE_VALUE)
#define HSE_VALUE    ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */

#endif /* HSE_VALUE */



#if defined (STM32F40_41xxx)
uint32_t SystemCoreClock = 168000000;
#endif /* STM32F40_41xxx */



/************************* PLL Parameters *************************************/
#if defined(STM32F40_41xxx) || defined(STM32F427_437xx) || defined(STM32F429_439xx) || defined(STM32F401xx) || defined(STM32F469_479xx)
/* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */
#define PLL_M   



仿真查看USART3的配置情况:
http://www.openedv.com/data/attachment/forum/201908/04/231308z6bqoborzzbhsqto.png
与数据手册进行对比查看,没有发现什么问题。


b.野火的《USART2—USART2接发》


//引脚定义
/*******************************************************/
#define RS232_USART                                     USART3
#define RS232_USART_CLK                              RCC_APB1Periph_USART3


#define RS232_USART_RX_GPIO_PORT                GPIOD
#define RS232_USART_RX_GPIO_CLK               RCC_AHB1Periph_GPIOD
#define RS232_USART_RX_PIN                        GPIO_Pin_9
#define RS232_USART_RX_AF                           GPIO_AF_USART3
#define RS232_USART_RX_SOURCE                   GPIO_PinSource9


#define RS232_USART_TX_GPIO_PORT               GPIOD
#define RS232_USART_TX_GPIO_CLK               RCC_AHB1Periph_GPIOD
#define RS232_USART_TX_PIN                        GPIO_Pin_8
#define RS232_USART_TX_AF                           GPIO_AF_USART3
#define RS232_USART_TX_SOURCE                   GPIO_PinSource8

#define RS232_USART_IRQHandler                   USART3_IRQHandler
#define RS232_USART_IRQ                              USART3_IRQn
/************************************************************/
//串口波特率
#define RS232_USART_BAUDRATE                  115200





/**
* @brief配置嵌套向量中断控制器NVIC
* @param无
* @retval 无
*/
static void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

/* Configure one bit for preemption priority */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

/* 配置中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RS232_USART_IRQ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}




/**
* @briefRS232_USART GPIO 配置,工作模式配置。115200 8-N-1 ,中断接收模式
* @param无
* @retval 无
*/
void Debug_USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
               
RCC_AHB1PeriphClockCmd( RS232_USART_RX_GPIO_CLK|RS232_USART_TX_GPIO_CLK, ENABLE);


/* 使能 UART 时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RS232_USART_CLK, ENABLE);

/* 连接 PXx 到 USARTx_Tx*/
GPIO_PinAFConfig(RS232_USART_RX_GPIO_PORT,RS232_USART_RX_SOURCE, RS232_USART_RX_AF);


/*连接 PXx 到 USARTx__Rx*/
GPIO_PinAFConfig(RS232_USART_TX_GPIO_PORT,RS232_USART_TX_SOURCE,RS232_USART_TX_AF);


/* 配置Tx引脚为复用功能*/
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;


GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS232_USART_TX_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(RS232_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);


/* 配置Rx引脚为复用功能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS232_USART_RX_PIN;
GPIO_Init(RS232_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
                        
/* 配置串口RS232_USART 模式 */
USART_InitStructure.USART_BaudRate = RS232_USART_BAUDRATE;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(RS232_USART, &USART_InitStructure);
      
      NVIC_Configuration();
      /*配置串口接收中断*/
      USART_ITConfig(RS232_USART, USART_IT_RXNE, ENABLE);
      
USART_Cmd(RS232_USART, ENABLE);
}



//中断接收函数
extern uint8_t Rxflag;
extern uint8_t ucTemp;
void RS232_USART_IRQHandler(void)
{
      if(USART_GetITStatus( RS232_USART, USART_IT_RXNE ) != RESET)
      {               
          Rxflag=1;               
                ucTemp = USART_ReceiveData( RS232_USART );
      }         
}

主函数:
while(1)
      {      
                /*
                        接收DEBUG_USART口的数据,分析并处理
                        可以将此段代码封装为一个函数,在主程序其它流程调用
                */
                if(Rxflag)
                {
                        if (usRxCount < sizeof(ucaRxBuf))
                        {
                              ucaRxBuf = ucTemp;
                        }
                        else
                        {
                              usRxCount = 0;
                        }
                        
                        /* 简单的通信协议,遇到回车换行符认为1个命令帧,可自行加其它判断实现自定义命令 */
                        /* 遇到换行字符,认为接收到一个命令 */
                        if (ucTemp == 0x0A)      /* 换行字符 */
                        {               
                              /*检测到有回车字符就把数据返回给上位机*/
                              Usart_SendStr_length( RS232_USART, ucaRxBuf, usRxCount );
                              //Usart_SendString();
                              usRxCount = 0;
                        }
                        Rxflag=0;      
                }
      }

同样的将系统的时钟更改为8MHz,进行测试。

3.查找资料
针对网上说的各种方法,比如文件属性,只读更改为可修改;比如系统时钟的分频,将系统的总时钟更改为72Mhz测试,均以失败而告终。

4.紧急求助
实在没有办法了,希望各位看到此贴的朋友,还有哪些我还没有注意到的,希望给一点建议,非常感谢。

annysky 发表于 2019-8-9 10:18:29

wu18946796976 发表于 2019-8-8 19:41
问题解决没有应该是波特率的问题你可以设置单片机波特率为9600把串口的波特率换一下试试4800 14400 ...

问题已经解决,使用RS232时使用USB转232调试工具,通讯正常啦。真是血的教训。单片机接SP3232后,转化成了232电平,而我使用的工具是USB转TTL的(PL2303)测试工具,所以测试测试都是乱码。说白了电平不兼容。大家以后也要切记。还是我自己没有弄清楚。

mmuuss586 发表于 2019-8-6 09:49:36

可能232芯片问题吧;
波特率低些是不是就可以了?
这个芯片以前用过,开了6个串口,都是115200波特率都没问题;

mmuuss586 发表于 2019-8-6 09:49:52

用示波器看下波形看看;

annysky 发表于 2019-8-6 14:29:48

mmuuss586 发表于 2019-8-6 09:49
可能232芯片问题吧;
波特率低些是不是就可以了?
这个芯片以前用过,开了6个串口,都是115200波特率都没问 ...

断开MCU与232接口片的连接,短接232接口片的TTL侧收发引脚,然后用PC的RS232接口测试,波特率设置与MCU相同,数据无误。所以232接口片没问题

annysky 发表于 2019-8-6 14:30:05

mmuuss586 发表于 2019-8-6 09:49
用示波器看下波形看看;

正准备测试看看到底什么问题

天臆弄人 发表于 2019-8-7 09:11:52

串口简单啊,要么芯片,要么电源,看你这描述 电源供电问题。

annysky 发表于 2019-8-7 10:42:27

天臆弄人 发表于 2019-8-7 09:11
串口简单啊,要么芯片,要么电源,看你这描述 电源供电问题。

芯片电源供电是3.3V呀,没有毛病呢

天臆弄人 发表于 2019-8-7 14:25:34

annysky 发表于 2019-8-7 10:42
芯片电源供电是3.3V呀,没有毛病呢

maX3232,

天臆弄人 发表于 2019-8-7 14:29:58

不只是电源的还是4个电容呢,先稳压住外部电源,加些10uf电容,
相当初新手刚搞串口时候,遇到比你还多,还奇芭的问题,

lwg8458 发表于 2019-8-8 09:09:35

别是串口助手ASCII与HEX显示没切换哦;P;P;P;P
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