串口轮询：收发数据与 printf 打印

源码路径：example/HC32F460JEUA/2.usart/uart_polling/source/main.c

1. 功能简介

这个例子做两件事：

回显（Echo）：你在电脑串口助手里发一个字符，单片机原样发回来。发 A 收到 A，发 hello 收到 hello。这是验证串口通不通的经典测试。
printf 打印：程序启动时会往串口打印一句 test，证明 printf 已经被成功「接」到串口上了。

「轮询」是什么意思？就是 CPU 不停地去问：「有数据来了吗？有数据来了吗？」——问到了就处理。这和「中断」相对（中断是数据来了主动通知 CPU）。轮询最简单直观，适合入门；缺点是 CPU 一直在原地打转问，干不了别的事。

学会这个例子，你就拥有了串口调试能力——以后任何程序都能用 printf 把内部状态打到电脑上看，这是嵌入式开发最基本的生存技能。

2. 硬件准备

用 HC32F460JEUA KIT 开发板，板载有 USB 转串口，一根 USB 线搞定，不用额外接线。

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   电脑                          HC32F460 开发板
 ┌───────┐   USB线    ┌──────────────────────────┐
 │       │◀─────────▶│ USB口 ─ CH340等转串口芯片 │
 │ 串口  │            │            │              │
 │ 助手  │            │      ┌─────┴─────┐        │
 └───────┘            │      │ PA15 (TX) │──发──▶ │
                      │      │ PA10 (RX) │◀─收──  │
                      │      └───────────┘        │
                      └──────────────────────────┘

如果你的板子没有板载转串口芯片，就要外接一个 USB-TTL 模块（如 CH340、CP2102），接法是交叉连：

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   USB-TTL 模块          HC32F460
      TX  ───────────────  PA10 (RX)     模块的发，接单片机的收
      RX  ───────────────  PA15 (TX)     模块的收，接单片机的发
      GND ───────────────  GND           共地！必须接，否则不通

两个新手必踩的坑：

TX 接 RX，RX 接 TX（交叉），不是 TX 接 TX。想想「我的嘴对着你的耳朵」。

一定要共地（GND 相连），否则没有共同参考电平，通信必失败。

电脑端准备一个串口助手软件（如 sscom、友善串口助手、或 VSCode 串口插件），波特率设 115200。

3. 完整代码

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#include "hc32_ddl.h"
#include "stdio.h"                       // 用 printf 必须包含

/* ---------- 串口参数定义 ---------- */
#define USART_CH          (M4_USART2)    // 用 USART2
#define USART_BAUDRATE    (115200ul)     // 波特率 115200

/* RX 引脚：PA10，复用为 USART2 的接收 */
#define USART_RX_PORT     (PortA)
#define USART_RX_PIN      (Pin10)
#define USART_RX_FUNC     (Func_Usart2_Rx)

/* TX 引脚：PA15，复用为 USART2 的发送 */
#define USART_TX_PORT     (PortA)
#define USART_TX_PIN      (Pin15)
#define USART_TX_FUNC     (Func_Usart2_Tx)

/* ---------- 串口接收错误处理 ---------- */
static void UsartRxErrProcess(void)
{
    /* 帧错误：清掉标志 */
    if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartFrameErr))
        USART_ClearStatus(USART_CH, UsartFrameErr);
    /* 校验错误：清掉标志 */
    if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartParityErr))
        USART_ClearStatus(USART_CH, UsartParityErr);
    /* 溢出错误（没及时读，新数据把旧的冲了）：清掉标志 */
    if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartOverrunErr))
        USART_ClearStatus(USART_CH, UsartOverrunErr);
}

/* ---------- 关键：重定向 fputc，让 printf 走串口 ---------- */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    USART_SendData(M4_USART2, (uint8_t)ch);                   // 发一个字节
    while(Reset == USART_GetStatus(M4_USART2, UsartTxEmpty)); // 等它发完
    return ch;
}

int32_t main(void)
{
    uint16_t u16RxData;
    en_result_t enRet = Ok;

    /* 要开的 USART 时钟（这里一次把 USART1~4 都开了）*/
    uint32_t u32Fcg1Periph = PWC_FCG1_PERIPH_USART1 | PWC_FCG1_PERIPH_USART2 |
                             PWC_FCG1_PERIPH_USART3 | PWC_FCG1_PERIPH_USART4;

    /* 串口初始化参数：8 数据位、1 停止位、无校验 —— 即 8-N-1 */
    const stc_usart_uart_init_t stcInitCfg = {
        UsartIntClkCkNoOutput,   // 时钟不从引脚输出
        UsartClkDiv_1,           // 时钟不分频
        UsartDataBits8,          // 8 位数据
        UsartDataLsbFirst,       // 低位先发
        UsartOneStopBit,         // 1 位停止位
        UsartParityNone,         // 无校验
        UsartSampleBit8,         // 8 倍采样
        UsartStartBitFallEdge,   // 起始位下降沿检测
        UsartRtsEnable,
    };

    BSP_CLK_Init();              // 系统时钟初始化（波特率算得准就靠它）
    BSP_LED_Init();              // LED 初始化

    /* 关掉 TDI/TDO 调试脚的复用（因为它们可能和串口引脚冲突）*/
    PORT_DebugPortSetting(TDI, Disable);
    PORT_DebugPortSetting(TDO_SWO, Disable);

    /* 开 USART 外设时钟 */
    PWC_Fcg1PeriphClockCmd(u32Fcg1Periph, Enable);

    /* 引脚复用为串口功能 */
    PORT_SetFunc(USART_RX_PORT, USART_RX_PIN, USART_RX_FUNC, Disable);
    PORT_SetFunc(USART_TX_PORT, USART_TX_PIN, USART_TX_FUNC, Disable);

    /* 初始化 UART，失败就卡死（方便发现问题）*/
    enRet = USART_UART_Init(USART_CH, &stcInitCfg);
    if (enRet != Ok) { while (1){} }

    /* 设置波特率，失败也卡死 */
    enRet = USART_SetBaudrate(USART_CH, USART_BAUDRATE);
    if (enRet != Ok) { while (1){} }

    /* 使能收发 */
    USART_FuncCmd(USART_CH, UsartRx, Enable);
    USART_FuncCmd(USART_CH, UsartTx, Enable);

    BSP_LED_On(LED_RED);         // 点红灯表示初始化完成
    printf("test");              // 用 printf 打印，验证重定向成功

    while (1)
    {
        /* 轮询：接收缓冲区非空 = 有新数据来了 */
        if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartRxNoEmpty))
        {
            u16RxData = USART_RecData(USART_CH);   // 读出这个字节

            /* 等发送缓冲区空了，再把它发回去（回显）*/
            while (Reset == USART_GetStatus(USART_CH, UsartTxEmpty)){}
            USART_SendData(USART_CH, u16RxData);
        }

        UsartRxErrProcess();     // 顺手处理可能的接收错误
    }
}

4. 代码分段讲解

4.1 `fputc` 重定向——printf 能用的秘密

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int fputc(int ch, FILE *f)
{
    USART_SendData(M4_USART2, (uint8_t)ch);
    while(Reset == USART_GetStatus(M4_USART2, UsartTxEmpty));
    return ch;
}

这是整个例子里最值得记住的一段。

C 语言的 printf 底层最终会一个字符一个字符地调用 fputc() 把内容「打」出去。默认情况下 fputc 不知道该往哪打（单片机又没显示器）。我们只要自己重写一个 fputc，在里面写「把这个字符从串口发出去」，printf 就自动改道走串口了。

从此以后，printf("温度 = %d\n", temp); 打印的内容就会出现在电脑串口助手里。这就是嵌入式调试的「打印大法」。

Keil (MDK) 环境下用这个方法，通常还要在工程里勾选 Use MicroLIB（微库），否则 printf 会很大甚至链接不过。

4.2 初始化结构体 = 串口参数

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const stc_usart_uart_init_t stcInitCfg = {
    ...
    UsartDataBits8,      // 8 位数据
    ...
    UsartOneStopBit,     // 1 位停止位
    UsartParityNone,     // 无校验
    ...
};

这几行就是把「8-N-1」翻译成代码。要和串口助手那头设的一模一样。

4.3 波特率单独设

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USART_SetBaudrate(USART_CH, 115200ul);

注意波特率不在初始化结构体里，而是单独一个函数设置。它内部会根据当前系统时钟频率算出分频系数，所以前面 BSP_CLK_Init() 必须先调，否则算出来的波特率是错的（→ 乱码）。

4.4 主循环：轮询回显

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if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartRxNoEmpty))  // 收到数据了吗？
{
    u16RxData = USART_RecData(USART_CH);               // 读出来
    while (Reset == USART_GetStatus(USART_CH, UsartTxEmpty)){}  // 等能发
    USART_SendData(USART_CH, u16RxData);               // 原样发回
}

这就是「轮询」的精髓：CPU 在 while(1) 里反复检查 UsartRxNoEmpty 标志。一旦有数据，就读出来再发回去，形成回显。

4.5 错误处理别漏

UsartRxErrProcess() 检查三种错误（帧错误、校验错误、溢出错误）并清除标志。溢出错误（Overrun）尤其重要：如果数据来得太快、CPU 没及时读走，新数据会把旧数据冲掉并置位溢出标志，不清的话串口可能就卡住不再收了。

5. 实验现象

上电后，红灯亮（初始化完成的标志）。
电脑串口助手里立刻收到一行 test（printf 打印的）。
你在串口助手里发送任意字符，会原样收到同样的字符（回显）。发 123 收 123。

6. 常见问题

Q1：串口助手全是乱码 锟斤拷？ 最经典的问题，按顺序排查：

串口助手波特率是不是 115200？（第一嫌疑）
数据位/停止位/校验是不是 8-N-1？
代码里 BSP_CLK_Init() 调了没？没调时钟没对，波特率就是错的。

Q2：什么都收不到？

串口助手选的 COM 口对不对？（设备管理器里看 CH340 是哪个 COM）
外接 USB-TTL 的话，TX/RX 交叉了吗？GND 接了吗？
红灯亮了吗？没亮说明初始化就卡住了（可能 USART_UART_Init 返回失败，被 while(1) 困住）。

Q3：printf 打印的中文乱码？

串口助手的编码要和源文件编码一致（一般选 GBK 或 UTF-8 试试）。英文一般不会乱。

Q4：能发但收不到回显？

检查 RX 引脚（PA10）复用配了没、接线对不对。发得出去说明 TX 没问题，收不到就是 RX 那条链路的事。

Q5：printf 打印很卡、或者程序变得很大编不过？

Keil 里勾上 Use MicroLIB。

7. 小结

串口轮询 = CPU 反复查 UsartRxNoEmpty 标志，有数据就处理。
配置顺序：开时钟 → 配引脚复用 → USART_UART_Init → USART_SetBaudrate → 使能收发。
重写 fputc 就能让 printf 走串口，这是头号调试技能。
乱码找波特率，收不到找接线和 COM 口。
别忘处理接收错误（尤其溢出）。

8. 拓展应用

串口是通往无数项目的大门：

调试打印：任何项目都能用 printf 输出变量、状态、日志。学会它，你的开发效率翻倍。
上位机通信：单片机采集数据（温度、电流），通过串口发给电脑上的 Python/C# 程序画曲线、存数据库。
蓝牙 / WiFi 模块：HC-05 蓝牙、ESP8266 WiFi 这类模块都是串口通信的，学会串口就能用手机/网络远程控制单片机。
GPS 模块：GPS 定位模块输出的 NMEA 数据也是走串口，接进来解析就能做定位设备。
多机通信：两块单片机用串口互联，一主一从传数据。
命令行控制：做一个简单的串口命令解析器，在串口助手里敲 led on、led off 就能控制设备，非常适合调试和演示。

下一步建议：把轮询升级成中断接收，CPU 就不用死等了，可以边收数据边干别的事。原理和「按键中断」那章相通。

HC32 串口轮询 — 收发数据与 printf 打印

HC32F460 USART 轮询收发实验：配置 USART2 为 115200-8-N-1，实现回显（收到啥发回啥），并重定向 fputc 让 printf 直接往串口打印。

串口轮询：收发数据与 printf 打印

1. 功能简介

2. 硬件准备

3. 完整代码

4. 代码分段讲解

4.1 `fputc` 重定向——printf 能用的秘密

4.2 初始化结构体 = 串口参数

4.3 波特率单独设

4.4 主循环：轮询回显

4.5 错误处理别漏

5. 实验现象

6. 常见问题

7. 小结

8. 拓展应用

串口轮询：收发数据与 printf 打印

1. 功能简介

2. 硬件准备

3. 完整代码

4. 代码分段讲解

4.1 fputc 重定向——printf 能用的秘密

4.2 初始化结构体 = 串口参数

4.3 波特率单独设

4.4 主循环：轮询回显

4.5 错误处理别漏

5. 实验现象

6. 常见问题

7. 小结

8. 拓展应用

4.1 `fputc` 重定向——printf 能用的秘密