ドキュメント実験1 シリアル通信 – 異なる文字の表示（ブロッキングモード）
実験の目的：
- STM32CubeMX で新規プロジェクトを作成し、MDK_ARM プロジェクトファイルを生成できるようになります。2. プロジェクトのテストを行います。3. シリアルポートで表示文字を確認します。
機能要件：
シリアルポートで異なる種類の文字を出力します。
ハードウェアの準備：
STM32 メインボード V1.3 * 1、ST-Link ダウンロードケーブル * 1、3S 電池ボックス * 1、リチウム電池 * 3
回路接続：
ハードウェアモジュール
ヒント：ハードウェアおよびソフトウェア環境の設定
UNI-STM32 開発ボード【V1.3】の紹介
UNI-STM32 開発環境の設定【V2.0】
バッテリーおよび電源モジュール使用上の注意（必読）
電子モジュールの紹介
ピンの説明
| ピン | ピン機能 |
|---|---|
| PA9 | USART1_TX |
| PA10 | USART1_RX |
実物の配線
ソフトウェア設計：
プロジェクトのダウンロード
ソースコードのリンク：（HumansX サポートより提供）
プログラムコード
コアコード：main.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdint.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
//Example of printing basic data types
char char_data1 = 'a'; //char -128 ~ +127
char char_data2 = 'A'; //char -128 ~ +127
signed char sign_char = 127; //signed char -128 ~ +127
unsigned char unchar_data = 255; //unsigned char 0 ~ 255
short short_data = -32767; //short -32768 ~ 32767
unsigned short unshort_data = 65535; //unsigned short 0 ~ 65535
int int_data = -2147483647; //int -2147483648 ~ 2147483647
unsigned int unint_data = 4294967295; //unsigned int 0 ~ 4294967295
long long_data = 2147483647; //long -2147483648 ~ 2147483647
unsigned long ulong_data = 4294967295; //unsigned long 0 ~ 4294967295
long long long_long_data = 9223372036854775807LL;//long long -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
unsigned long long unlong_data = 18446744073709551615ULL; //unsigned long long 0 ~ 18446744073709551615
float float_data = 12345.67890f; //float 1.175494e-38 ~ 3.402823e+38
double double_data = 2.000000123456789; //double 2.225074e-308 ~ 1.797693e+308
bool bool_data1 = true; //bool
bool bool_data2 = false; //bool
//stdint.h Example of printing basic data types
int8_t i8_data = -128; //int8_t -128 ~ 127
uint8_t u8_data = 255; //uint8_t 0 ~ 255
int16_t i16_data = -32768; //int16_t -32768 ~ 32767
uint16_t u16_data = 65535; //uint16_t 0 ~ 65535
int32_t i32_data = -2147483648; //int32_t -2147483648 ~ 2147483647
uint32_t u32_data = 4294967295; //uint32_t 0 ~ 4294967295
int64_t i64_data = -9223372036854775807LL; //int64_t -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
uint64_t u64_data = 18446744073709551615ULL; //uint64_t 0 ~ 18446744073709551615
char char_array[] = "Hello, World!"; //char array
HAL_Delay(1500);
//printf test
printf("char_data1 = %c\n", char_data1);
printf("char_data2 = %c\n", char_data2);
printf("sign_char = %d\n", sign_char);
printf("unchar_data = %u\n", unchar_data);
printf("short_data = %d\n", short_data);
printf("unshort_data = %u\n", unshort_data);
printf("int_data = %d\n", int_data);
printf("unint_data = %u\n", unint_data);
printf("long_data = %ld\n", long_data);
printf("ulong_data = %lu\n", ulong_data);
printf("long_long_data = %lld\n", long_long_data);
printf("unlong_data = %llu\n", unlong_data);
printf("float_data = %f\n", float_data);
printf("double_data = %lf\n", double_data);
printf("bool_data1 = %d\n", bool_data1);
printf("bool_data2 = %d\n", bool_data2);
printf("i8_data = %d\n", i8_data);
printf("u8_data = %u\n", u8_data);
printf("i16_data = %d\n", i16_data);
printf("u16_data = %u\n", u16_data);
printf("i32_data = %d\n", i32_data);
printf("u32_data = %u\n", u32_data);
printf("i64_data = %lld\n", i64_data);
printf("u64_data = %llu\n", u64_data);
printf("char_array = %s\r\n", char_array);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 84;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
操作手順：
全体の流れ：
(1) STM32CubeMX ソフトウェアでピン割り当てと周辺機能の初期化を設定し、設定コードを生成します。
(2) Keil5 で MDK_ARM プロジェクトファイルを開き、コードの編集・コンパイル・デバッグを行います。
基本パラメータ：
本ドキュメントの（ハードウェアモジュール）に従って開発環境を設定した後の基本パラメータは以下のとおりです。
ソフトウェアバージョン：STM32CubeMX V6.14.0
ハードウェアプラットフォーム：STM32F407IGT6
コンパイル環境：MDK_ARM V5.3.2
デバッグツール：ST-LINK/V2
1. 新規プロジェクトの作成とMCUの設定
1.1 MCUの選択
- STM32CubeMX を起動し、File > New Project をクリックします。
2. MCU の絞り込み条件を設定して STM32F407IGT6 を選択し、バージョン欄をクリックしてから、Start Project をクリックしてプロジェクト設定を開始します。
- プロジェクト設定画面は以下のとおりです。
1.2 クロック設定とコア設定
- Pinout & Configuration の System Core で RCC（リセットおよびクロック制御） をクリックします。
- HSE クロックソースを Crystal/Ceramic Resonator（水晶またはセラミック発振子）に設定します。
- 設定が完了すると、対応するピン（OSC_IN と OSC_OUT）が自動的に設定されます（下図の緑色部分を参照）。
機能：
- 外部高速水晶発振子（HSE）を接続し、システムに高精度なクロックソースを供給します。
**RCC_OSC_IN**水晶入力ピン。**RCC_OSC_OUT**水晶出力ピン（フィードバック信号）。- デフォルト機能：
**PH0**:**OSC_IN**（外部水晶入力）。**PH1**:**OSC_OUT**（外部水晶出力）。
- デバッグインターフェースのピンを設定します。System Core で SYS をクリックし、Debug のモードを Serial Wire に設定します。
設定が完了すると、対応するピン配置（pinout）が緑色になります。
緑色の部分をクリックすると、詳細を確認できます。
1.3 クロックツリーの設定
クロックパラメータを順に設定します：1. 入力周波数の値を 8 に変更、2. HSE を選択、3. PLLCLK を選択、4. HCLK パラメータを 84 に変更。その他のパラメータはデフォルトのままで構いません。
ヒント：設定時にエラーは自動的にチェックされます。周波数の設定が誤っている場合は、赤色でエラーが表示されます。
2. MCU初期化パラメータの設定
2.1 USART シリアルポートの設定
- PA9 と PA10 をそれぞれ USART1_TX と USART1_RX に設定します。GPIO をクリックし、ピンを設定します（この時点では USART1 が未設定のため、ピンに黄色の警告が表示されます）。
- Connectivity — USART1 をクリックし、モードを Asynchronous に設定します（USART1 を設定すると関連ピンが緑色になり、ピン設定が正常であることを示します）。
2.2 プロジェクト管理の設定
- デフォルトの画面は以下のとおりです。
プロジェクト名を入力します（任意の名前で構いません）。
プロジェクトの保存先を選択します（Cドライブには保存しないでください）。
コンパイル環境として MDK_ARM を選択します。
バージョン V5.3.2 を選択します。
ファームウェアパッケージ名とバージョン。
（ヒント：デフォルトでは「Use latest available version」にチェックが入っていますが、ローカルPCに最新バージョンがない場合はエラーになります。パッケージを自分でダウンロードしてローカルにインストールする必要があります。インストール方法は以下のリンクを参照してください。）
UNI-STM32 開発環境の設定【V2.0】（リンク先の「6. よくある設定Q&A」のQ3に解決方法があります）
上記の設定を完了すると、下図のようになります。
2. Project Manager > Code Generator ウィンドウを以下のように設定します。
3. Project Manager > Advanced Settings ウィンドウで HAL ライブラリを選択します。
- プロジェクトを保存します：File — Save Project をクリックします。
ヒント：必ずプロジェクトファイルを再度保存してください（主にGPIO設定を保存するため）。File — Save Project をクリックします。
3. コードの生成
1. GENERATE CODE をクリックしてコードを生成します。
- コードが自動生成されます。
コード生成が完了しました。
4. ユーザーコードの追加
上記で生成したフレームワークをもとに、Keil エディタでユーザーコードを追加し、コンパイルとデバッグを行います。
ヒント1：例えば、main.c の /* USER CODE BEGIN xx */ と /* USER CODE END xx */ の間にユーザーコードを追加します。
ヒント2：.c ファイルを独自に作成することもできます。
ヒント3：ユーザーコードは自分で記述できます。（コード解説）に掲載されているサンプルを参考に学習することもできます。
5. コードのダウンロードとテスト
(1) プロジェクトをダウンロードします。ここではデモを用意しています（本ドキュメントの「ソフトウェア設計 - プロジェクト」から直接ダウンロードできます）。
ダウンロード方法は参考リンク（UNI-STM32 開発環境の設定 の「5. プログラムのダウンロード」）を参照してください。
(2) ST-Link のもう一端をPCのUSBポートに接続します。Type-C デバッグケーブルのもう一端もPCのUSBポートに接続します。
(3) シリアルデバッグツールで結果を確認します。
シリアルデバッグツールのダウンロード：以下のリンクからシリアルデバッグツールをダウンロードできます。
（HumansX サポートより提供）
シリアルデバッグツールを開き、下図のとおりボーレート、データビット、ストップビット、パリティビットを設定します（ポート番号はPCが自動認識します）。
(4) シリアルポートを開き、結果を確認します。
実験結果
シリアルデバッグツール上に、異なる種類のデータが表示されます。
コード解説
1. ユーザーコードの解説
下図はプロジェクトファイルに追加したユーザーコードです。
2. ユーザーコードの取り込み方法
1つ目は、ユーザー定義ファイル（.c や .h など）を自分のプロジェクトフォルダに取り込み、Keil5 IDE で .c ファイルを追加してコンパイルする方法です。
既存のユーザーファイルの取り込み：Keil で既存のユーザーファイルを取り込む方法 を参照してください。
2つ目は、main.c ファイルにユーザーコードを追加する方法です。
(1) まず参照用プロジェクトのコードを開きます。main.c ファイルは主に STM32CubeMX によって自動生成されたもので、このフレームワークをもとに実現したい機能を追加・改良します。/* USER xx で始まり終わるコード部分を重点的に確認してください。以下の赤色部分が記入されたユーザーコードです。
(2) 上記の赤枠のコードを自分のプロジェクトの main.c にコピーし、コンパイルとダウンロードを行って動作を確認します。
よくある設定Q&A
1. シリアルデバッグツールでシリアルポートを開いた後、出力データがすぐに表示されない場合は？
解決方法：少しお待ちください。プログラムの処理に遅延が生じている可能性があり、まもなく表示されます。
技術サポート
資料のダウンロード・技術サポートについては、HumansX株式会社までお問い合わせください。