菜鸟学STM32之串口通讯
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串口作为 MCU 的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段，其重要性不言而喻。现在基本上所有的MCU都会带有串口,STM32自然也不例外。STM32F4的串口资源相当丰富的，功能也相当强劲。STM32F4开发板所使用STM32F407ZGT6 最多可提供 6 路串口，有分数波特率发生器、支持同步单线通信和半双工单线通讯、支持 LIN、支持调制解调器操作、智能卡协议和 IrDA SIR ENDEC 规范、具有 DMA 等。
我们将实现利用串口1不停的打印信息到电脑上，同时接收从串口发过来的数据，把发送过来的数据直接送回给电脑.
硬件连接
tx是发送（transport），rx是接收(receive)
软件设计
uart.c
1#include "sys.h"
2#include "usart.h"
3//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
4//如果使用ucos,则包括下面的头文件即可.
5#if SYSTEM_SUPPORT_OS
6#include "includes.h" //ucos 使用
7#endif
8
9//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
10#if 1
11#pragma import(__use_no_semihosting)
12//标准库需要的支持函数
13struct __FILE
14{
15 int handle;
16};
17
18FILE __stdout;
19//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
20_sys_exit(int x)
21{
22 x = x;
23}
24//重定义fputc函数
25int fputc(int ch, FILE *f)
26{
27 while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
28 USART1->DR = (u8) ch;
29 return ch;
30}
31#endif
32
33#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
34//串口1中断服务程序
35//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误
36u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
37//接收状态
38//bit15， 接收完成标志
39//bit14， 接收到0x0d
40//bit13~0， 接收到的有效字节数目
41u16 USART_RX_STA=0; //接收状态标记
42
43//初始化IO 串口1
44//bound:波特率
45void uart_init(u32 bound){
46 //GPIO端口设置
47 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
48 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
49 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
50
51 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
52 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
53
54 //串口1对应引脚复用映射
55 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
56 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
57
58 //USART1端口配置
59 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
60 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
61 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
62 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
63 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
64 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10
65
66 //USART1 初始化设置
67 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
68 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
69 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
70 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
71 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
72 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
73 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
74
75 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
76
77 //USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
78
79#if EN_USART1_RX
80 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
81
82 //Usart1 NVIC 配置
83 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
84 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
85 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级3
86 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
87 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
88
89#endif
90
91}
92
93
94void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
95{
96 u8 Res;
97#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
98 OSIntEnter();
99#endif
100 if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
101 {
102 Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR); //读取接收到的数据
103
104 if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
105 {
106 if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
107 {
108 if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
109 else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
110 }
111 else //还没收到0X0D
112 {
113 if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
114 else
115 {
116 USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
117 USART_RX_STA++;
118 if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
119 }
120 }
121 }
122 }
123#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
124 OSIntExit();
125#endif
126}
127#endif
首先看一下uart_init 函数
从该代码可以看出，其初始化串口的过程，。我用标号①~⑥标示了顺序：
① 串口时钟使能，GPIO 时钟使能
② 设置引脚复用器映射
③ GPIO 端口初始化设置
④ 串口参数初始化
⑤ 初始化 NVIC 并且开启中断
⑥ 使能串口
这里需要注意一点，因为使用到了串口的中断接收，必须在 usart.h 里面设置
EN_USART1_RX 为 1（默认设置就是 1 的）。该函数才会配置中断使能，以及开启串口 1 的 NVIC中断。这里我们把串口 1 中断放在组 2，优先级设置为组 2 里面的最低。
void USART1_IRQHandler(void)函数是串口 1 的中断响应函数，当串口 1 发生了相应的中断后，就会跳到该函数执行。中断相应函数的名字是不能随便定义的，一般我们都遵循MDK 定义的函数名。这些函数名字在启动文件 startup_stm32f40_41xxx.s 中可以找到
main.c
1#include "sys.h"
2#include "delay.h"
3#include "usart.h"
4#include "led.h"
5#include "beep.h"
6#include "key.h"
7
8int main(void)
9{
10
11 u8 t;
12 u8 len;
13 u16 times=0;
14 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
15 delay_init(168); //延时初始化
16 uart_init(115200); //串口初始化波特率为115200
17 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
18 while(1)
19 {
20 if(USART_RX_STA&0x8000)
21 {
22 len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
23 printf("\r\n您发送的消息为:\r\n");
24 for(t=0;t<len;t++)
25 {
26 USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]); //向串口1发送数据
27 while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
28 }
29 printf("\r\n\r\n");//插入换行
30 USART_RX_STA=0;
31 }else
32 {
33 times++;
34 if(times%5000==0)
35 {
36 printf("\r\nALIENTEK 小樊Study 串口实验\r\n");
37 printf("小樊Study\r\n\r\n\r\n");
38 }
39 if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束\r\n");
40 if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.
41 delay_ms(10);
42 }
43 }
44}
下载验证
我们把程序下载到探索者 STM32F4 开发板，可以看到板子上的 DS0 开始闪烁，说明程序已经在跑了。
接着我们打开 XCOM V2.0，设置串口为开发板的 USB 转串口（CH340 虚拟串口，得根据你自己的电脑选择，我的电脑是 COM3，另外，请注意：波特率是 115200），可以看到
可以看出，STM32F4 的串口数据发送是没问题的了。但是，因为我们在程序上
面设置了必须输入回车，串口才认可接收到的数据，所以必须在发送数据后再发送一个回车符，这里 XCOM 提供的发送方法是通过勾选发送新行实现，只要勾选了这个选项，每次发送数据后，XCOM 都会自动多发一个回车(0X0D+0X0A)。设置好了发送新行，我们再在发送区输入你想要发送的文字，然后单击发送，可以得到如图所示结果：
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