STM32F103mini教程学习总结与心得（二）----＞串口通信

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一、串口原理

1.处理器与外部设备通信的两种方式：并行通信（速度快，占用资源多）+串行通信（反之）

2.串行通信（按照数据传送方向分类）：

（1）单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输

（2）半双工：允许数据在两个方向上传输，但在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信

（3）全双工：允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

串行通信三种传送方式

3.串行通信的通信方式

（1）同步通信：带时钟同步信号传输--->SPI,IIC通信【时钟线+数据线】

（2）异步通信：不带时钟通信信号------>UART（通用异步收发器），单总线【约定波特率】

常见的串行通信接口

4.STM32的串口通信接口

（1）UART:通用异步收发器
（2）USART:通用同步异步收发器

UART异步通信方式引脚连接方法

STM32F10X的串口对应针脚

5.UART异步通信方式特点：

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（波特率决定数据传输速度）。
-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。

串口通信过程

6.串口异步通信需要定义的参数：

起始位
数据位（8位或者9位）
奇偶校验位（第9位）--->偶校验：如果数据位8位中，1的个数为偶数，则校验位为0，反之为1；奇校验相反
停止位（1,15,2位）
波特率设置---->点击打开链接

通信位

7.常用的串口相关寄存器

（1）USART_SR状态寄存器

（2）USART_DR数据寄存器

（3）USART_BRR波特率寄存器

8.串口操作函数（省略入口参数）

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
void USART_Cmd();//使能串口
void USART_ITConfig();//使能相关中断

DR寄存器操作：

void USART_SendData();//发送数据到串口，DR
uint16_t USART_ReceiveData();//接受数据，从DR读取接受到的数据
SR寄存器操作：

FlagStatus USART_GetFlagStatus();//获取状态标志位
void USART_ClearFlag();//清除状态标志位
ITStatus USART_GetITStatus();//获取中断状态标志位
void USART_ClearITPendingBit();//清除中断状态标志位

二、实际串口寄存器操作

1.miniSTM32板载2个串口：

（1）USB串口（CH340：USB转串口芯片）：与电脑通信

（2）RS232串口：异步传输标准接口---STM32内带的USB接口

（3）术语区分：1）串口、COM口是指的物理接口形式（硬件）【COM口即串行通讯端口，简称串口】，而TTL、RS-232、RS-485是指的电平标准（电信号--通信协议）

2）TTL标准是低电平为0，高电平为1（+5V电平）。RS-232标准是正电平为0，负电平为1（±15V电平）详见点击打开链接

2.串口设置步骤：

（1）串口时钟，GPIO时钟使能-->RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；

（2）串口复位--->void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);--USART_DeInit(USART1); //复位串口 1

（3）GPIO端口模式设置-->GPIO_Init(); 模式设置为GPIO_Mode_AF_PP----【端口复用和重映射很不一样-点击打开链接--------区别：点击打开链接】

（4）串口参数初始化--->void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx,USART_InitTypeDef*USART_InitStruct)；

1）USART_InitTypeDef 类型的结构体指针:

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为 8 位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件数据流控制,用于两个uart模块之间传输数据
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

2）串口数据收发：

USART_DR寄存器发送数据函数：void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

USART_DR寄存器读取串口接收到的数据函数：uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

3）串口状态读取：

*RXNE（读数据寄存器非空），当该位被置1的时候，就是提示已经有数据被接收到。

*TC（发送完成），当该位被置位的时候，表示USART_DR内的数据已经被发送完成。如果设置了这个位的中断，则会产生中断。

*读取串口状态的函数：FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；
第二个入口参数很重要：RXNE(读数据寄存器非空)以及TC(发送完成)

判断读寄存器是否非空(RXNE)，操作库函数：USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);
判断发送是否完成(TC)，操作库函数：USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

4）串口使能----->USART_Cmd(USART1, ENABLE);

（5）开启中断并且初始化NVIC-->NVIC_Init();（如果需要开启中断才需要这个步骤）

1）使能串口中断函数：void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT,FunctionalState NewState)

*****接收数据的时候产生中断：USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断，接收到数据中断【RXNE位被置位。它表明移位寄存器的内容被转移到RDR。换句话说，数据已经被接收并且可以被读出(包括与之有关的错误标志)------>*如果RXNE=1，上一个有效数据还在接收寄存器RDR上，可以被读出.;;如果RXNE=0，这意味着上一个有效数据已经被读走， RDR已经没有东西可读。当上一个有效数据在RDR中被读取的同时又接收到新的(也就是丢失的)数据时，此种情况可能发生。】

发送数据结束时（TC，发送完成）产生中断：USART_ITConfig(USART1， USART_IT_TC， ENABLE);

******USART中断请求--标志说明

**TXE---->发送数据寄存器空

**CTS--->CTS标志

**TC--->发送完成

**TXNE--->接收数据就绪可读

**ORE--->检测到数据溢出

**IDLE--->检测到空闲线路

**PE--->奇偶检验错

**LBD--->断开标志

**NE或ORT或FE--->噪声标志，多缓冲通信中的溢出错误和帧错误

2）获取相应的中断状态（判断是哪个中断产生的）：ITStatusUSART_GetITStatus(USART_TypeDef*USARTx, uint16_t USART_IT)

例：判断到底是否是串口发送完成中断 --->USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)

（6）编写中断处理函数--->USARTx_IRQHandler();

（7）串口数据收发：void USART_SendData();//发送数据到串口，DR
uint16_t USART_ReceiveData();//接受数据，从DR读取接受到的数据

（8）串口传输状态获取：FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

在主函数中编写UART1串口通信：

#include "stm32f10x.h"//必须加上，不然不能识别时钟函数等宏定义
#include "LED.h"void USART1_IRQHandler(void)//USART_IT_RXNE：接收到数据，就执行中断服务函数
{//在stm32f10x_usart.c文件中查找功能函数if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE/*中断标志是什么，此处就应该写什么*/)){uint16_t res = USART_ReceiveData(USART1); //从串口接收到数据USART_SendData(USART1,res);//将数据从串口发出去LED0 = ~LED0;}
}
void my_uart_init(void)
{//参数结构定义--->应该写在函数开头处GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;USART_InitTypeDef USART1_para;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//PA9,PA10//端口重映射//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);USART_DeInit(USART1);//串口复位//GPIO端口模式设置GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//推免输出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//USART1_TXGPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//USART1_RX//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//串口参数设置USART1_para.USART_BaudRate = 9600;USART1_para.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART1_para.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART1_para.USART_Parity = USART_Parity_No;USART1_para.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART1_para.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1,&USART1_para);//使能串口USART_Cmd(USART1,ENABLE);//中断配置USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE/*接收到数据 就出发中断*/,ENABLE);//触发中断标志//开启中断并初始化NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口中断函数NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//子优先级NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}int main(void)
{LED_init();LED0 = 1;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断分组my_uart_init();while(1);} //在stm32f10x_usart.c文件中查找功能函数if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE/*中断标志是什么，此处就应该写什么*/)){uint16_t res = USART_ReceiveData(USART1); //从串口接收到数据USART_SendData(USART1,res);//将数据从串口发出去LED0 = ~LED0;}
}
void my_uart_init(void)
{//参数结构定义--->应该写在函数开头处GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;USART_InitTypeDef USART1_para;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//PA9,PA10//端口重映射//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);USART_DeInit(USART1);//串口复位//GPIO端口模式设置GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//推免输出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//USART1_TXGPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//USART1_RX//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//串口参数设置USART1_para.USART_BaudRate = 9600;USART1_para.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART1_para.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART1_para.USART_Parity = USART_Parity_No;USART1_para.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART1_para.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1,&USART1_para);//使能串口USART_Cmd(USART1,ENABLE);//中断配置USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE/*接收到数据 就出发中断*/,ENABLE);//触发中断标志//开启中断并初始化NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口中断函数NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//子优先级NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}int main(void)
{LED_init();LED0 = 1;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断分组my_uart_init();while(1);}

回车：0x0d;换行：0x0a

使用串口2源代码：点击打开链接

printf("\r\n\r\n");---->将内容发送到主串口-【可在usart.c中修改】

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