基于树莓派4B与STM32的UART串口通信实验（代码开源）

在现代嵌入式系统中，树莓派和STM32的结合使用已成为一种流行趋势，它们各自承担不同的角色，实现优势互补。树莓派以其强大的计算能力处理复杂算法，而STM32则以其高效的控制能力执行实际的硬件操作。本文将详细介绍如何实现基于树莓派4B和STM32的UART串口通信，并展示如何通过串口发送数据以及在STM32上接收和处理这些数据。

一、系统概述

本项目的核心是实现树莓派4B与STM32之间的UART通信。树莓派4B将作为上位机，负责运行复杂的图像处理算法，如基于YOLOv5-Lite的目标检测，并将检测结果发送至STM32。STM32作为下位机，负责解析接收到的数据，并根据这些数据执行相应的控制任务。

二、硬件连接

首先，需要将树莓派4B和STM32通过UART接口连接。树莓派4B的GPIO14(TXD)连接到STM32的PA9(TX)，GPIO15(RXD)连接到STM32的PA10(RX)。确保正确连接后，可以开始软件配置。

三、树莓派4B配置

3.1 安装Serial

在树莓派4B上，首先需要安装Python的pyserial库，用于串口通信。

pip install pyserial

3.2 配置UART

树莓派4B的UART配置可以通过修改/boot/config.txt文件来实现。

sudo nano /boot/config.txt

在文件末尾添加以下行以启用UART。

enable-uart=1

3.3 编写Python发送代码

编写Python脚本，用于周期性地发送数据到STM32。

import serial
import timeser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 115200, timeout=1)while True:# 假设发送的数据是当前时间的秒数current_time = str(int(time.time()))ser.write(current_time.encode())time.sleep(1)

四、STM32配置

4.1 CubeMX配置

使用STM32CubeMX配置串口参数，设置波特率与树莓派4B相匹配（115200），并启用中断。

4.2 编写STM32代码

在STM32上，编写代码以初始化串口并处理接收到的数据。

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>UART_HandleTypeDef huart1;// 用于接收数据的缓冲区
uint8_t rxBuffer[100];void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();// 循环处理接收到的数据while (1) {// 检查是否有数据接收完毕if (HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rxBuffer, sizeof(rxBuffer)) == HAL_OK) {// 处理接收到的数据for (int i = 0; i < sizeof(rxBuffer); i++) {printf("%c", rxBuffer[i]);}}}
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {if (huart->Instance == USART1) {// 数据接收完毕，处理数据printf("Data received: ");for (int i = 0; i < huart->RxXferSize; i++) {printf("%c", rxBuffer[i]);}printf("\n");// 重新启动接收中断HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rxBuffer, sizeof(rxBuffer));}
}// ...省略其他函数实现...

五、高级应用

在实际应用中，可以将树莓派4B的目标检测结果发送给STM32，例如，发送检测到的物体中心坐标，STM32根据这些坐标执行相应的控制逻辑。

六、总结

本文详细介绍了基于树莓派4B和STM32的UART串口通信实验。通过树莓派4B发送数据，STM32接收并处理这些数据，展示了两者如何协同工作。这种架构在智能硬件领域非常常见，适用于多种应用场景，如智能小车、无人机等。

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