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  • 常见串行通信接口
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【 1. 概述 】

  • STM32的串行通信接口
    UART :通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver / Transmitter)
    USART :通用同步/异步收发器 (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver / Transmitter)(大容量STM32F10x系列芯片,包含3个USART和2个UART)
    本文章只讲 UART。
  • 特点
    • 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。
      发送和接受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。
  • 引脚
    RXD (Receive External Data):数据输入引脚。
    TXD (Transmit External Data):数据发送引脚。
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【 2. 基本原理 】

2.1 串口通信过程

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2.2 数据位

  • 起始位
  • 数据位(8位或者9位)
  • 奇偶校验位(第9位)
  • 停止位(1,15,2位)
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2.3 波特率

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2.4 相关寄存器

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【 3. 底层驱动程序 】

  • 配置过程
    1. 使能串口时钟,使能GPIO时钟。
    2. 配置GPIO端口模式(查表得)。
    3. 串口参数初始化。
    4. 开启中断并且初始化NVIC。(如果需要开启中断才需要这个步骤)。
    5. 使能串口。
    6. 编写中断处理函数。(如果需要开启中断才需要这个步骤)。
  • 基本函数
作用 代码
初始化串口 void USART_Init(); //串口初始化:波特率,数据字长,奇偶校验,硬件流控以及收发使能
使能串口 void USART_Cmd(); //使能串口
串口发送数据 void USART_SendData(); //发送数据到串口,DR
串口接收数据 uint16_t USART_ReceiveData(); //接受数据,从DR读取接受到的数据
获取状态标志位 FlagStatus USART_GetFlagStatus(); //获取状态标志位
清除状态标志位 void USART_ClearFlag(); //清除状态标志位
使能串口中断 void USART_ITConfig(); //使能相关中断
获取串口中断标志位 ITStatus USART_GetITStatus(); //获取中断状态标志位
清除串口中断标志位 void USART_ClearITPendingBit(); //清除中断状态标志位
  • 标志位核心代码
    内部程序要求,发送的字符是以回车换行结束(0x0D,0x0A)
	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)
		{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);	//读取接收到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
			{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//上一次接收到的数据为0x0d
				{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始(0xod后应该是0x0a)
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
				}
			else //上一次接收到的数据不是0x0d
				{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;  //这次接收到0x0d,标志位bit14置1
				else   //这次没接收到0x0d,接收到数据位
					{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;  //存入缓冲区
					USART_RX_STA++;      //有效数据个数+1
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误(大于缓冲区预定长度),重新开始接收	  
					}		 
				}
			}   		 
     } 
  • 实例
    电脑发送字符到STM32,STM32接收并返回给电脑
#include "stm32f10x.h"
void myUSART_InitTypeDef(void)
{
	GPIO_InitTypeDef MyGPIOstruct; 
    USART_InitTypeDef MyUSARTstruct;	
	NVIC_InitTypeDef  MyNVICstruct;
	                                                                       /************①使能相应时钟***********/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);   //GPIO 时钟使能
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);  //串口时钟使能
                                                                        /*************②初始化GPIO口模式(查表得)*******/
	MyGPIOstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;   //GPIO模式配置Pin9, TXD
	MyGPIOstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
	MyGPIOstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&MyGPIOstruct);
	
	MyGPIOstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;   //GPIO模式配置Pin10,RXD
	MyGPIOstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
	MyGPIOstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&MyGPIOstruct);
	                                                                      /***********③初始化串口参数***************/
	MyUSARTstruct.USART_BaudRate=115200;  //波特率配置
	MyUSARTstruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;  //不适用硬件流
	MyUSARTstruct.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;    //发送和接收均使能
	MyUSARTstruct.USART_Parity=USART_Parity_No; //不使用奇偶校验位
	MyUSARTstruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;   //一个停止位
	MyUSARTstruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b; //8位字长
	USART_Init(USART1,&MyUSARTstruct);

	                                                                   /************④中断配置******************/
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);   //开启接收中断,接收数据后执行中断函数
	
	MyNVICstruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn; //串口1入口参数
	MyNVICstruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;   //使能
	MyNVICstruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;      //设置抢占优先级 
	MyNVICstruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;              //设置响应优先级
	NVIC_Init(&MyNVICstruct);   //设置相应中断响应优先级和抢占优先级
	                                                                   /************⑤使能串口******************/
	USART_Cmd(USART1,ENABLE); //使能串口1
}

	                                                                   /************⑥编写中断处理函数******************/
void USART1_IRQHandler(void)
{
	u8 res1;
	if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE))  //第二个参数确定中断类型,即接收中断
	{
		res1=USART_ReceiveData(USART1);
	  USART_SendData(USART1,res1);
	}
}


 int main(void)
 {	
	 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //系统优先级分组2
	 myUSART_InitTypeDef();
	 
	 while(1);
 }
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