关于STM32串口的资料可以在RM0008 Reference Manual中找到，有中文版的资料。STM32F103支持5个串口，选取USART1用来实验，其对应的IO口为PA9和PA10。这次的实验基于ALIENTEK的开发板，开发版通过CH340G实现将串口转成USB。因此需要做好一些准备工作。
1.PC端安装Keil v5 MDK开发工具；
2.PC端安装CH340G的驱动；
3.PC端安装ATK XCOM串口收发程序
STM32的串口编程思路：
1.串口时钟设置和复位；
2.选取发射口和接收口的引脚，并设置GPIO端口参数；
3.串口参数的初始化（完成波特率、字长、奇偶校验、收发模式等参数的设置）;
4.初始化NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller,内嵌向量中断控制器）；
5.开启中断和使能串口
代码如下：
1 //main.c:
2 #include "uart.h"
3
4
5 int main()
6 {
7 uart1_init();
8 while(1)
9 {
10 }
11 }
1 //USART.c
2 #include "uart.h"
3
4
5 #define USART1_REC_LEN 256
6
7 u8 Uart1_RevBuf_Tail = 0;//接收缓冲区尾部
8 u8 Uart1_RevBuf[USART1_REC_LEN];//接收缓冲区数组
9
10 void uart1_init()
11 {
12 //GPIO端口设置
13 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
14 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
15 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
16
17 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
18 USART_DeInit(USART1);
19
20
21 //USART1端口配置
22 //UASART_TX PA9
23 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
24 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
25 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
26 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9
27 //USART1_RX PA10
28 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
29 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
30 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA10
31
32 //USART1 初始化设置
33 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率设置
34 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
35 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
36 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
37 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
38 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
39 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
40
41 //Usart1 NVIC 配置
42 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
43 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
44 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级3
45 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
46 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
47
48 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
49 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
50 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
51
52 }
53
54 //串口1中断服务程序
55 void USART1_IRQHandler(void)
56 {
57 if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断
58 {
59
60 Uart1_RevBuf[Uart1_RevBuf_Tail] = USART_ReceiveData(USART1);//读取接收到的数据，将尾标后移
61 USART_SendData(USART1,Uart1_RevBuf[Uart1_RevBuf_Tail]);//发送接收到的数据
62 while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
63 {}
64 Uart1_RevBuf_Tail++;
65 if(Uart1_RevBuf_Tail>USART1_REC_LEN-1)
66 {
67 Uart1_RevBuf_Tail = 0;
68 }
69 }
70 }
主函数非常简单，就是调用uart_init()然后等待串口1的接收中断触发。串口1的中断服务函数功能是：当PC端发送据后，将接收到的数据重新发回给PC机。uart_init()的功能是完成串口的配置。在接收数据的时候设置了一个容量位256的数据缓冲区Uart1_RevBuf，用来存放接收到的数据。
程序的运行结果如下。分别发送AA,BB,CC后PC端接收到了AA 0D 0A BB 0D 0A CC 0D 0A，0D和0A分别表示回车和换行。说明结果正确。
在实际应用中，上位机可以通过多个串口和多个从设备进行通信，因此在串口通信的时候要自行规定一个通信协议。比如由1.头，2.设备号，3.数据长度，4.数据，5.结束位，6.间隔位组成一个数据包。根据协议编写解包函数。解包函数的大致思路就是将接收到的数据一步一步的进行判断，最终完成解出数据的功能。
1.数据包定义：
头：0xAB，设备号：0x01（一号设备），数据长度：0x08（8位数据），数据位：DATA，结束位：0xFF，间隔位：0xFF 0xFF
2.解包函数：
PC机发送一个数据包：AB 01 08 00 01 02 03 04 05 06 07 FF FF FF，解包函数能够将数据00 01 02 03 04 05 06 07取出来并再次发送给PC机。PC机将数据发送给STM32F103，触发接收中断，将数据存入接收缓冲区中，解包函数从缓冲区的头部开始检索，完成数据分析，取出数据。代码如下：
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#define Usart1RecLength 256
u8 Uart1_RevBuf_Tail = 0;
u8 Uart1_RevBuf_Head = 0;
u8 Uart1_RevBuf[Usart1RecLength];
u8 RecState = 0;
u8 TemplateData;
u8 DataLength = 8;
u8 Data[8]={0};
typedef struct
{
u8 StartDataError;
u8 DeviceDataError;
u8 LengthDataError;
u8 StopDataError;
u8 DataReady;
}DataFrameFlag;
DataFrameFlag USART1_FrameFlags;
void USART1_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断
{
Uart1_RevBuf[Uart1_RevBuf_Tail] = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据
Uart1_RevBuf_Tail++;
if(Uart1_RevBuf_Tail > Usart1RecLength-1)
{
Uart1_RevBuf_Tail = 0;
}
}
}
void RecDataAnalysis()
{
u8 i = 0;
if(Uart1_RevBuf_Head != Uart1_RevBuf_Tail)//判断是否有数据
{
TemplateData = Uart1_RevBuf[Uart1_RevBuf_Head];//从数据缓冲区取数据
Uart1_RevBuf_Head ++;
if(Uart1_RevBuf_Head > Usart1RecLength-1)
{
Uart1_RevBuf_Head = 0;
}
USART1_FrameFlags.DeviceDataError = 0;
USART1_FrameFlags.StopDataError = 0;
USART1_FrameFlags.LengthDataError = 0;
USART1_FrameFlags.StartDataError = 0;
switch(RecState)
{
case 0:
if(TemplateData == 0xAB)//头
{
RecState = 1;
}
else
{
RecState = 0;
USART1_FrameFlags.StartDataError = 1;
}
break;
case 1:
if(TemplateData == 0x01)//设备号
{
RecState = 2;
}
else
{
RecState = 0;
USART1_FrameFlags.DeviceDataError = 1;
}
break;
case 2:
if(TemplateData == 0x08)//数据位
{
RecState = 3;
}
else
{
RecState = 0;
USART1_FrameFlags.LengthDataError = 1;
}
break;
case 3://转存数据
if(DataLength == 0)
{
RecState = 4;
USART1_FrameFlags.DataReady = 1;
}
else if(DataLength != 0)
{
Data[8-DataLength] = TemplateData;
DataLength = DataLength -1;
}
break;
case 4:
if(TemplateData == 0xFF)//尾部
{
RecState = 0;
DataLength = 8;
}
else
{
for(i=0;i < 8;i++)
{
Data[i] = 0;
}
RecState = 0;
DataLength = 8;
USART1_FrameFlags.StopDataError = 1;
USART1_FrameFlags.DataReady = 0;
}
break;
default:
for(i=0;i < 8;i++)
{
Data[i] = 0;
}
RecState = 0;
DataLength = 8;
break;
}
}
}
void Resend()//测试用重发数据函数
{
u8 i = 0;
if(USART1_FrameFlags.DataReady == 1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
USART_SendData(USART1,Data[i]);
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
USART1_FrameFlags.DataReady = 0;
}
}
}
函数RecDataAnalysis()完成数据解包，函数Resend()在解包函数准备好数据将数据回发给PC机。结构体DataFrameFlag的作用是当数据出现错误时完成报错，是可选功能，程序中给了一种思路，未做调试。结果如下：
