STM32微控制器虚拟串口通信实现与仿真

摘 要 针对STM32微控制器串口通信，提出了一种虚拟串口通信仿真方法，采用虚拟串口软件、串口调试助手及Keil软件相结合的方式对串口的发送和接收进行仿真。结果表明，该方法在不需要硬件的前提下STM32微控制器串口能依靠软件仿真正常地发送和接收数据，验证串口正常工作。

关键词 STM32 串口 虚拟串口软件 串口调试助手 Keil

中图分类号：TP335 文献标识码：A

1实现原理与仿真设置

该方法不需要硬件开发板和仿真器，也不关注计算机是否有串口，而是利用虚拟串口软件（Virtual Serial Port Driver，VSPD）创建虚拟的串行通信接口，因此计算机上需要安装VSPD软件、串口调试助手和Keil uVision5软件。VSPD成对地创建虚拟串口，这些虚拟的串口与真实的物理串口在使用上完全一致，通过虚拟互连将创建的成对串口相互连在一起，相当于使用数据线连接了两个串口，从而可以实现发送和接收数据的仿真。新建虚拟串口的数量是不受限制的，因此可以方便地扩展串口的数量。具体的仿真设置如下：

1.1打开VSPD软件，创建虚拟串口

打开软件后，在出现的界面上manage ports选择两个串口号然后点击Add pair，这时界面左侧的Serial ports explorer部分的Virtual ports下显示两个虚拟串口COM1和COM2。这两个串口即为创建完的串口，如果需要继续增加串口，只需在manage ports下继续选择串口号然后点击Add pair即可。将虚拟串口COM1和COM2与STM32微控制器中的一个USART绑定，即可实现USART的仿真调试。

1.2打开Keil uVision5软件，绑定串口

将编写的串口程序编译链接生成可执行文件后，在Dubug模式下进行调试仿真。在软件下方出现的Command窗口命令栏中先后输入两条命令：MODE和ASSIGN，其格式如下：

MODE COMx baudrate， parity， databits， stopbits

ASSIGN channel outreg

MODE命令为设置将要绑定的虚拟串口参数。COMx（x=1，2，3……）为虚拟串口号，baudrate为串口的有效波特率（如1200， 2400， 9600， 或 19200），parity为奇偶检验设置（parity为0表示无检验位，为1表示奇检验，为2表示偶检验），databits为数据位的个数（databits为8表示8位数据位，为7表示7位数据位），stopbits为停止位的个数（为1表示1位停止位，为15表示1.5位停止位，为2表示2位停止位）。

ASSIGN命令为将计算机创建的虚拟串口与微控制器的仿真串口绑定。channel为虚拟串口 COMx（x=1，2，3……），ieg和outreg为微控制器串口的输入和输出（ieg取值为SxIN， outreg取值为SxOUT，x=1，2，3）。

本文将MODE和ASSIGN命令分别设置为：

MODE COM1 9600，0，8，1

ASSIGN COM1 S2OUT

仿真多個串口时，由于创建的虚拟串口较多，为避免每次仿真时都要输入命令，可以创建一个配置文件USART.txt，将以上的MODE和ASSIGN命令先后写入，如有多个串口需要绑定则需要写入多组MODE和ASSIGN命令，格式相同，具体参数根据实际程序要求设置。创建完配置文件后，将后缀改为.ini，如本文将USART.txt改为USART.ini，在设置Keil参数时，将Debug选项卡中的Initialization File路径中。

1.3打开串口调试助手，配置参数

设置端口号为创建的虚拟串口COM2，按仿真程序设置波特率为9600 ，无奇偶检验位，停止位为1位，数据位为8位。

2串口收发仿真测试

通过软件仿真串口程序，串口调试助手显示如图2所示：

由测试结果可知，通过虚拟串口，串口调试助手和微控制器之间能够正确地收发数据，通信正常。

3结束语

本文介绍了STM32串口仿真时使用虚拟串口的方法，全部采用软件仿真的方式，成本低，效率高，大大减少了软件开发时间。测试结果验证了该方法的有效性，在实践开发和教学当中具有很好的应用价值。

参考文献

[1] 王益涵，孙宪坤，史志才.嵌入式系统原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2016.

[2] 陈志旺.STM32嵌入式微控制器快速上手（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2014.

[3] 张勇.ARM Cortex-M3嵌入式开发与实践[M].北京：清华大学出版社，2017.

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