开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 嵌入式 -> STM32学习——串口 -> 正文阅读

[嵌入式]STM32学习——串口

STM32学习——串口

USART通用同步异步收发器（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）是一串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行进行**全双工信息交换**

UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter），它是在 USART 的基础上裁剪了同步通信功能，只保留异步通信功能我们平时使用的串口通信都是 UART

1.通信接口背景知识介绍

1.1通信双方的两种通信方式

串行通信
- 传输原理：数据按位顺序传输
- 优点：占用引脚资源少
- 缺点：速度相对较慢
并行通信
- 传输原理：数据各个位同时传输
- 优点：速度快
- 缺点：占用引脚资源多

1.2串行通信的分类

单工：数据只支持在一个方向上传输（看电视）

**半双工：**同一时刻只允许在一个方向传输（对讲机）

全双工：允许同时在两个方向上传输（电话）

1.3常见的串行通信接口

2.USART功能概述

任何 UART 双向通信至少需要 3 个引脚，数据发送引脚 TXD，数据接收引脚 RXD，数

据参考地 GND。串口连接必须共地！！！

这里解释下电平标准，根据使用使用的电平标准不同，可以分为 TTL 和 RS232 标准，因为控制器一般都是 TTL 标准，因此如果需要进行 RS232 通信时，一定要使用 R232转换器进行 TTL 和 RS232 的电平转换

3.STM32串口资源

全双工异步通信。
分数波特率发生器系统，提供精确的波特率。发送和接收共用的可编程波特率，最高可达4.5Mbits/s
可编程的数据字长度（8位或者9位）；
可配置的停止位（支持1或者2位停止位）；
可配置的使用DMA多缓冲器通信。
单独的发送器和接收器使能位。
检测标志：① 接受缓冲器 ②发送缓冲器空 ③传输结束标志
多个带标志的中断源。触发中断。
其他：校验控制，四个错误检测标志。

4.串口通信过程

5.STM32串口通信使用方法

串口通信需要定义的参数

起始位
数据位（8位/9位）
奇偶校验位
停止位
波特率设置（收发两端要一致）

6.串口通信相关函数

初始化函数 bsp_InitUart
- 第1步：配置GPIO
  - 打开 GPIO 时钟
  - 打开 UART 时钟
  - 配置 USART Tx 为复用功能
  - 配置 USART Rx 为复用功能
- 第2步：配置串口硬件参数
- 第3步： Usart1 NVIC 配置
- 第4步：使能串口1
中断服务函数 USART1_IRQHandler
状态清零函数 Uart0_STA_Clr
打印输出函数 fput
数据发送函数 USART1_Send_Data

7.STM32F1的 USART 库

7.1对应库函数

使能 USART 时钟

下面的函数用于使能 USART1 的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USARTx,ENABLE)

下面的函数用于使能 USART2、USART3 UART4、UART5

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UARTx,ENABLE)
使能 GPIO APB2 时钟（GPIO 是挂载在 APB2 高速总线上的）
用函数 GPIO_Init()配置 GPIO 引脚，主要有以下两种配置方式，分别对应 RXD 和 TXD的引脚

? 输入：浮空，上拉

? 复用输出：复用推挽
外设复用功能配置外设的复用功能
- 对于其它外设（USART，SPI……）
  - 通过结构体 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_xx 配置为具体的 AF 模式（xx 对应的 OD 为开漏，PP 为推挽）
  - 调用函数 GPIO_Init()
- 通过函数 USART_Init 配置 BaudRate ， WordLength ， StopBits ， Parity ，HardwareFlowControl，USART_Mode
- 如果需要使用中断，使用 NVIC_Init 函数进行配置，并通过 USART_ITConfig 使能相应中断。
- 通过函数 USART_Cmd 使能对应串口

7.2初始化和配置函数

下面是串口 1 的初始化函数，主要完成串口的设置。

/**/
/*******************************************************************************
* 函数名   		:串口初始化函数
* 函数功能      :初始化USRAT1的硬件设备
* 形参          : 无
* 返回值        : 无
*******************************************************************************/
/**/
void bsp_InitUart1(uint32_t baud)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef	USART_InitStructure;
	
	#if	EN_USART1_RX	//如果使能了接收
		NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
	#endif
	
	/*TX=PA9 RX=PA10*/
	
	
	/*配置GPIO*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE);	//打开GPIO时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);	//打开串口时钟
	
	/*配置PA9与PA10两个端口的复用功能*/
	//TX发送
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;					//PA9
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;			//复用推挽输出

	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);		
	//RX接收	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;				//PA10	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;			
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);	
	
	/*配置串口硬件参数*/
	//波特率
	USART_InitStructure.USART_BaudRate=baud;										//形参传入	
	//数据位字长
	USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;						//8位字长
	//几位停止位
	USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;							//一个停止位
	//有无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;								//无奇偶校验
	//有无硬件数据流控制(传球)
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;	//只传，不管响应
	//收发模式
	USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx ;					//收发模式
	//初始化串口1
	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
	
	/*如果使能接收*/
	#if	EN_USART1_RX	
	/*配置串口中断*/
	//通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
	//抢占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;
	//响应优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;
	//通道使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
	
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//跟据指定参数初始化VIC寄存器
	
	//开启串口接收中断
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	//开启串口空闲中断    
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_IDLE,ENABLE);
	/*
		其实发送的两个字符之间间隔非常短，所以在两个字符之间不叫空闲。
		空闲的定义是总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据，空闲中
		断是检测到有数据被接收后，总线上在一个字节的时间内没有再接收
		到数据的时候发生的。
	*/
	#endif
	
	//使能串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);	
}

主要完成串口波特率，数据长度，校验位，流控，模式的设置，在这个函数里没有对GPIO 引脚做宏定义，是因为 STM32F1 系列的串口 1 引脚序号都是一样的，这样本身就便于在移植时不做任何 GPIO 定义的更改。

下面是中断服务函数 USART1_IRQHandler，这里主要使用空闲中断，当接收到一帧数据后，总线空闲中断后，使用读取 USART1->SR 的方式再读取 DR 的方式来清除 IDLE 标记，同时将 ReceiveState 标志置 1。

/**/
/*******************************************************************************
* 函数名   		:USART1_IRQHandler
* 函数功能      :串口中断1中断服务函数
* 形参          : 无
* 返回值        : 无
*******************************************************************************/
/**/
void USART1_IRQHandler(void)
{
	uint8_t Res=Res;
	//接收到一个字节数据
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
	{
		USART_RX_BUF[RxCounter++]=USART1->DR;	//将接收到的字节保存
	}
	//接收到一帧数据
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE)!=RESET)
	{
		Res=USART1->SR;	//读SR寄存器
		Res=USART1->DR;	//读DR寄存器（先读SR再读DR可以清除IDLE）
		ReceiveState=1;	//接收状态标志位
	}	
}

下面是状态清零函数，这个函数比较简单，函数只是简单的将 RxCounter 和 ReceiveState 两个全局变量清零的操作做了一个封装，方便外部函数进行调用。

/**/
/*******************************************************************************
* 函数名   		:Uart0_STA_Clr
* 函数功能      :串口状态清除函数
* 形参          : 无
* 返回值        : 无
*******************************************************************************/
/**/
void Uart0_STA_Clr(void)
{
		RxCounter=0;	//串口Buf计数清零
		ReceiveState=0;	//接收状态清零
}

有过 C 语言基础的用户，都知道一个格式化打印输出的函数 printf。在 STM32 里我们要使用 printf 的方法，必须做一些操作，这里给出了一种方法，通过代码的方式实现printf，而不需要使用 MicroLIB。注意，要使用下面的文件，有些关键词是在 stdio.h 里申明的，我们在 bsp.h 里已经做了包含。

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB	  
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE 
{ 
	int handle; 

}; 

FILE __stdout;       
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
void _sys_exit(int x) 
{ 
	x = x; 
} 
//重定义fputc函数 
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
	while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
    USART1->DR = (u8) ch;      
	return ch;
}
#endif

这里解释一下 0x40，0x40 是 USART_FLAG_TC 的标志。(USART1->SR&0X40)==0 这句和 USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET 这句功能是一样的，一种是寄存器的写法，一种是使用库函数的方法。而实际在底层都是最终操作的寄存器。

使用库函数进行数据发送的函数如下，这个函数主要是便于发送 16 进制数据的。

/**/
/*******************************************************************************
* 函数名   		:USART1_Send_Data
* 函数功能      :USART1发送len个字
* 形参          : buf:发送区首地址
                  len:发送的字节数
* 返回值        : 无
*******************************************************************************/
/**/
void USART1_Send_Data(uint8_t *buf,uint8_t len)
{
	uint8_t t;
	for(t=0;t<len;t++)			//循环发送数据
	{
		while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);
		USART_SendData(USART1,buf[t]);
	}
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);
}

另外介绍一下 bsp_uart.h 里的内容，特别注意一下 extern 关键词。

#ifndef __BSP_UART_H
#define __BSP_UART_H
#include "sys.h"
#define USART_REC_LEN 1024 //定义最大接收字节数 1024
#define EN_USART1_RX 1 //使能（1）/禁止（0）串口 1 接收
 
extern uint8_t USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大 USART_REC_LEN 个字节.末字节为换行符
extern uint8_t ReceiveState; //接收状态标记
extern uint16_t RxCounter;
void bsp_InitUart1(uint32_t baud);
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
void Uart0_STA_Clr(void);
#endif
#endif

如果某个 C 文件中定义的全局变量，需要被其它 C 文件使用时，函数实体定义在 C 文件里，而在.h 头文件里用 extern 申明该变量，且在申明时不能对该变量赋值，其它 C 文件调用时用 include 包含该头文件即可。

7.3主函数

/*
*********************************************************************************************************
*
*	模块名称 : 主程序入口
*	文件名称 : main.c
*	版    本 : V1.1
*	说    明 : 串口例子
*********************************************************************************************************
*/
#include "bsp.h"				/* 底层硬件驱动 */
/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: main
*	功能说明: c程序入口
*	形    参：无
*	返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
	
	uint8_t Key_Code;		//按键代码
	uint16_t t;
	uint16_t len;
	//硬件初始化
	bsp_Init();	
	printf("DS0 正在闪烁(闪烁频率 = 1Hz)\r\n");
	printf("操作按键会打印按键事件\r\n");
	//启动软件定时器1自动重装500ms
	bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动 1 个 500ms 的自动重装的定时器 */
	
	while(1)
	{
		//喂狗
		bsp_Idle();
		/*LED*/
		if(bsp_CheckTimer(0))
		{
			bsp_LedToggle(1);
			printf("请输入数据，以回车键结束\r\n");
		}	
		/*按键处理*/
		Key_Code=bsp_GetKey();
		if(Key_Code!=KEY_NONE)
		{
			switch(Key_Code)
			{
				case	WKUP_DOWN:			//WKUP按下Led1亮，串口打印
					bsp_LedOn(1);
					printf("WKUP键按下\r\n");
					break;
				case	WKUP_UP:			//WKUP抬起，串口打印
					printf("WKUP键抬起\r\n");
					break;
				case	KEY0_DOWN:			//KEY0按下，串口打印
					printf("KEY0键按下\r\n");
					break;
				case	KEY0_UP:			//KEY0抬起 ，串口打印
					printf("KEY0键抬起\r\n");
					break;
				default  :
					break;
			}
		}
		//若收到数据
		if(ReceiveState)
		{
			len=RxCounter;					//得到此次接收数据的长度
			printf("\r\n发送的消息为\r\n\r\n");
			for(t=0;t<len;t++)
			{
				USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[t]);
				while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);
			}
			printf("\r\n\r\n");
			Uart0_STA_Clr();
		}
	}
}

嵌入式最新文章

基于高精度单片机开发红外测温仪方案

89C51单片机与DAC0832

基于51单片机宠物自动投料喂食器控制系统仿

《痞子衡嵌入式半月刊》第 68 期

多思计组实验实验七简单模型机实验

CSC7720

启明智显分享| ESP32学习笔记参考--PWM(脉冲

STM32初探

STM32 总结

【STM32】CubeMX例程四---定时器中断（附工

加:2021-07-23 10:57:52 更:2021-07-23 10:58:42

360图书馆购物三丰科技阅读网日历万年历 2024年11日历

-2024/11/25 18:51:16-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓

TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓

一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓

图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓

网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com IT数码