[嵌入式]STM32F407--串口通信实验

实验平台：野火STM32F407ZGT6；

实验现象：利用板载复位按键实现每按一次在上位机上显示“a显示成功”；

代码借鉴：野火例程；

一、通信方式：

1.串并行传输方式：串行--数据按位发送，发送数据慢

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 并行--数据多位传输，发送速度快

2.数据传输方向：? ?单工--数据流单方向传输? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?半双工--数据流可以双方向，但是不能同时双方向，不能同时传输

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?全双工--数据流可以同时双方向传输

3.同步异步：同步--设备之间进行通讯时钟是同步的。?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?异步：设备之间有各自的工作时钟，通信时有其他约束方式，本实验的串口通讯的约束方式为波特率。

二、实验环节：USART通信--串行异步全双工

想要做成串口通讯实验需要了解物理层和协议层的协议标准，简单的说物理层就是硬件部分，物理接口，电气特性等。协议层主要规定的是通讯逻辑，双方的数据打包，解包标准，也就是软件部分。串口通讯遵循RS232标准及一种在低速率，近距离串行通讯的单端标准。

RS232的电气标准：电平逻辑为1时：-3V~-15V? 电平逻辑为0时：+3V~+15V

协议层--配置：1-8-N-1格式协议（起始位-数据位-校验位-停止位）

起始位1位：空闲状态下--高电平（当改位变成低电平就有数据传输了）。数据位：配置为8位（注意高位先发）N：奇偶校验位占用1位可选择不用。一般配置为0。

三、软件编程。

软件编程部分是需要在有工程模板的前提下进行的，本文所用的工程模板为野火固件库版本。

第一步：在USER文件夹下创建usart子文件夹→创建usart.c、usart.h文件

第二步：进入工程编译文件确保文件无错误

第三步：程序部分

1.usart.c

#include "usart.h"

static void NVIC_Configuration(void)
{

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  
  /* 嵌套向量中断控制器组选择 */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  
  /* 配置USART为中断源 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;
  /* 抢断优先级为1 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  /* 子优先级为1 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  /* 使能中断 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  /* 初始化配置NVIC */
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}


void UsartConfig(void)//串口初始化函数
{
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
//第一步初始化GPIO
	  RCC_AHB1PeriphClockCmd(DEBUG_USART_RX_GPIO_CLK|DEBUG_USART_TX_GPIO_CLK,ENABLE);

	  /* GPIO初始化 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  
  /* 配置Tx引脚为复用功能  */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_PIN  ;  
  GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

  /* 配置Rx引脚为复用功能 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_PIN;
  GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
	
	 /* 连接 PXx 到 USARTx_Tx*/
  GPIO_PinAFConfig(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT,DEBUG_USART_RX_SOURCE,DEBUG_USART_RX_AF);//具体复用成什么第二功能

  /*  连接 PXx 到 USARTx__Rx*/
  GPIO_PinAFConfig(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT,DEBUG_USART_TX_SOURCE,DEBUG_USART_TX_AF);//具体复用成什么第二功能
	
	
	//第二步配置串口初始化结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
//第三步配置串口接收中断
NVIC_Configuration();

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能串口中断
//第四步使能串口
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
	/* 发送一个字节数据到USART */
	USART_SendData(pUSARTx,ch);
		
	/* 等待发送数据寄存器为空 */
	while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);	
}


int fputc(int ch, FILE *f)
{
		/* 发送一个字节数据到串口 */
		USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
		
		/* 等待发送完毕 */
		while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);		
	
		return (ch);
}

///重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{
		/* 等待串口输入数据 */
		while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

		return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}

2.usart.h

#ifndef ___USART_H
#define	___USART_H

#include "stm32f4xx.h"
#include <stdio.h>

void UsartConfig(void);//串口初始化函数
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch);
//引脚定义
/*******************************************************/
#define DEBUG_USART                             USART1
#define DEBUG_USART_CLK                         RCC_APB2Periph_USART1
#define DEBUG_USART_BAUDRATE                    115200  //串口波特率

#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT                GPIOA
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_CLK                 RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define DEBUG_USART_RX_PIN                      GPIO_Pin_10
#define DEBUG_USART_RX_AF                       GPIO_AF_USART1
#define DEBUG_USART_RX_SOURCE                   GPIO_PinSource10

#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT                GPIOA
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_CLK                 RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define DEBUG_USART_TX_PIN                      GPIO_Pin_9
#define DEBUG_USART_TX_AF                       GPIO_AF_USART1
#define DEBUG_USART_TX_SOURCE                   GPIO_PinSource9

#define DEBUG_USART_IRQHandler                  USART1_IRQHandler
#define DEBUG_USART_IRQ                 				USART1_IRQn
/************************************************************/

void Debug_USART_Config(void);
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch);
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str);

void Usart_SendHalfWord( USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch);

#endif /* __USART1_H */

3.main.c

#include "stm32f4xx.h"

#include "usart.h"


int main(void)
{
UsartConfig();//串口初始化函数

Usart_SendByte( USART1, 'a');
	
printf ("显示成功\t");
	
	while (1)
	{

	}
}

四、总结

串口编程有以下几个步骤：1.初始化串口发送端和接收端GPIO

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.将发送和接收GPIO配置成复用输出推挽模式

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.将引脚映射到USART接收端与发送端

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.配置串口初始化结构体

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5.配置串口接收中断

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.使能串口

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?7.编写发送函数