STM32微控制器虛擬串口通信實現與仿真

熊軍洲

摘 要 針對STM32微控制器串口通信，提出了一種虛擬串口通信仿真方法，采用虛擬串口軟件、串口調試助手及Keil軟件相結合的方式對串口的發送和接收進行仿真。結果表明，該方法在不需要硬件的前提下STM32微控制器串口能依靠軟件仿真正常地發送和接收數據，驗證串口正常工作。

關鍵詞 STM32 串口 虛擬串口軟件 串口調試助手 Keil

中圖分類號：TP335 文獻標識碼：A

1實現原理與仿真設置

該方法不需要硬件開發板和仿真器，也不關注計算機是否有串口，而是利用虛擬串口軟件（Virtual Serial Port Driver，VSPD）創建虛擬的串行通信接口，因此計算機上需要安裝VSPD軟件、串口調試助手和Keil uVision5軟件。VSPD成對地創建虛擬串口，這些虛擬的串口與真實的物理串口在使用上完全一致，通過虛擬互連將創建的成對串口相互連在一起，相當于使用數據線連接了兩個串口，從而可以實現發送和接收數據的仿真。新建虛擬串口的數量是不受限制的，因此可以方便地擴展串口的數量。具體的仿真設置如下：

1.1打開VSPD軟件，創建虛擬串口

打開軟件后，在出現的界面上manage ports選擇兩個串口號然后點擊Add pair，這時界面左側的Serial ports explorer部分的Virtual ports下顯示兩個虛擬串口COM1和COM2。這兩個串口即為創建完的串口，如果需要繼續增加串口，只需在manage ports下繼續選擇串口號然后點擊Add pair即可。將虛擬串口COM1和COM2與STM32微控制器中的一個USART綁定，即可實現USART的仿真調試。

1.2打開Keil uVision5軟件，綁定串口

將編寫的串口程序編譯鏈接生成可執行文件后，在Dubug模式下進行調試仿真。在軟件下方出現的Command窗口命令欄中先后輸入兩條命令：MODE和ASSIGN，其格式如下：

MODE COMx baudrate， parity， databits， stopbits

ASSIGN channel outreg

MODE命令為設置將要綁定的虛擬串口參數。COMx（x=1，2，3……）為虛擬串口號，baudrate為串口的有效波特率（如1200， 2400， 9600， 或 19200），parity為奇偶檢驗設置（parity為0表示無檢驗位，為1表示奇檢驗，為2表示偶檢驗），databits為數據位的個數（databits為8表示8位數據位，為7表示7位數據位），stopbits為停止位的個數（為1表示1位停止位，為15表示1.5位停止位，為2表示2位停止位）。

ASSIGN命令為將計算機創建的虛擬串口與微控制器的仿真串口綁定。channel為虛擬串口 COMx（x=1，2，3……），inreg和outreg為微控制器串口的輸入和輸出（inreg取值為SxIN， outreg取值為SxOUT，x=1，2，3）。

本文將MODE和ASSIGN命令分別設置為：

MODE COM1 9600，0，8，1

ASSIGN COM1 S2OUT

仿真多個串口時，由于創建的虛擬串口較多，為避免每次仿真時都要輸入命令，可以創建一個配置文件USART.txt，將以上的MODE和ASSIGN命令先后寫入，如有多個串口需要綁定則需要寫入多組MODE和ASSIGN命令，格式相同，具體參數根據實際程序要求設置。創建完配置文件后，將后綴改為.ini，如本文將USART.txt改為USART.ini，在設置Keil參數時，將Debug選項卡中的Initialization File路徑中。

1.3打開串口調試助手，配置參數

設置端口號為創建的虛擬串口COM2，按仿真程序設置波特率為9600 ，無奇偶檢驗位，停止位為1位，數據位為8位。

2串口收發仿真測試

通過軟件仿真串口程序，串口調試助手顯示如圖2所示：

由測試結果可知，通過虛擬串口，串口調試助手和微控制器之間能夠正確地收發數據，通信正常。

3結束語

本文介紹了STM32串口仿真時使用虛擬串口的方法，全部采用軟件仿真的方式，成本低，效率高，大大減少了軟件開發時間。測試結果驗證了該方法的有效性，在實踐開發和教學當中具有很好的應用價值。

參考文獻

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