ARM接口实验—串口实验

一、串口简介

串行接口（Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送

特点：

串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；

异步串行接口：

异步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步接收/发送。UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。

串口的分类：

根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

二、串口；连接方式

本次实验主机使用USB口(TTL电平)，开发板采用串口(RS232电平)，所以中间需要使用ST_LINK仿真器 ST-LINK仿真器，完成USB口和串口之间转换在ST-LINK仿真器内部有一个芯片（STM32F103），这个芯片，完成USB口和串口之间转换在STM32F103内部固化一段程序，这段程序不开源，这段程序可以USB口和串口之间转换

三、串口通信协议

3.1串口配置信息

1. 串口采用串行通信方式因为收发数据收发时，一个时钟周期，只能收发一位数据

2. 波特率（bps：比特率，二进制/秒，比特/秒）串口通信时，传输的速率，1s钟能够收发数据的位数 115200bps:表示1s钟可以收发115200bit数据波特率倒数：传输每位所需要的时间 3. 8N1代表的是什么？

8：8位数据位

N：没有奇偶校验位

1：1位停止位

3.2，串口通信协议

1.空闲态： UART总线不在传输数据的时候，总线处于空闲状态，为高电平

2.起始信号开始信号，串口通信的开始标志位

3.数据位串口发送数据，先发低位，再发高位

4.奇/偶校验位：校验数据是否正确奇校验：数据位和校验位1的个数为奇数偶校验：数据位和校验位1的个数为偶数

5.停止信号：发送数据结束，回到高电平状态，校准时钟信号

四，分析电路图

通过分析电路图可知： UART4_RX------>PB2 UART4_TX------>PG11

五、实现原理分析

实现步骤：

1.RCC使能GPIO控制器，UART控制器

2.设置GPIO控制器

2.1 通过MODEL控制器，将PB2和PG11设置为复用功能模式

2.2 通过GPIOB_AFRL寄存器，设置PB2引脚为复用功能UART4_Rx

2.3 过GPIOG_AFRH寄存器，设置PG11引脚为复用功能UART4_Tx

3.设置UART控制器

3.1 USART_CR1：设置数据位宽度，以及将相应位进行使能

3.2 USART_CR2：设置停止位

3.3 USART_BRR：设置波特率---->设置的采样率有关

3.4 USART_RDR ：设置接收数据寄存器

3.5 USART_TDR ：设置发送数据寄存器

3.6 USART_ISR：设置状态寄存器

3.7 USART_PRESC ：设置时钟分频器

六、代码实现

串口工具输入一个字符串，按下回车键，会显示输入的字符串串口打印

uart.h

#ifndef __UART4_H__
#define __UART4_H__#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_uart.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
//1.初始化函数
void uart4_init();
//2.发送一个字符
void put_char(const char str);
//3.接收一个字符
char get_char();
//4.发送一个字符串
void put_string(const char* str);
//5.接收一个字符串
char* get_string();#endif

uart.c

#include "uart4.h"extern void delay_ms(int ms);
//1.初始化函数
void uart4_init()
{//1.RCC寄存器初始化RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1<<1);RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1<<6);RCC->MP_APB1ENSETR |= (0x1<<16);//2.GPIO章节初始化GPIOB->MODER &= (~(0x3 << 4));GPIOB->MODER |= (0X1 <<5);GPIOB->AFRL  &= (~(0XF <<8));GPIOB->AFRL |= (0X1 << 11);GPIOG->MODER &= (~(0x3 <<22));GPIOG->MODER |= (0X1 <<23);GPIOG->AFRH  &= (~(0xF <<12));GPIOG->AFRH  |= (0x3 <<13);//2.UART章节初始化if(USART4 ->CR1){delay_ms(500);USART4 ->CR1 &= (~(0X1));}//串口初始化，8位数据位，USART4 ->CR1 &= (~(0X1 <<12));USART4 ->CR1 &= (~(0X1 <<28));//无奇偶校验位USART4 ->CR1 &= (~(0X1 <<10));//设置停止位USART4 ->CR2 &= (~(0x3 <<12));//无分频USART4 ->PRESC &= (~(0XF));//设置采样率USART4 ->CR1 &= (~(0X1 <<15));//设置波特率115200//USART4->BRR &= (~(0xFFFF));USART4->BRR = 0x22B;//设置接收发送使能USART4 ->CR1 |= (0X1 <<2);USART4 ->CR1 |= (0X1 <<3);//设置串口使能USART4 ->CR1 |= (0X1);}
//2.发送一个字符
void put_char(const char str)
{//1.判断发送数据寄存器有无数据ISR[7]//读0，表示发送数据寄存器满，需要等待//读1，表示发送数据寄存器空，才可以发送下一个字节while(!(USART4->ISR & (0X1 <<7)));//2.将要发送的字符，写入要发送的寄存器中USART4 ->TDR = (unsigned int)str;//3.判断发送数据是否发送完成//读0：发送数据没有完成，需要等待//读1：发送数据完成，可以发送下一帧数据while(!(USART4->ISR & (0X1 <<6)));}
//3.接收一个字符
char get_char()
{//1.判断接收寄存器是否有数据可读 ISR[5]//IF 0,no data,WAIT//IF 1,有数据可读while(!(USART4->ISR &(0X1 <<5)));//2.将接收数据寄存器中的内容读出来char ch = (char)(USART4 ->RDR);return ch;
}void put_string(const char* str)
{//判断是否为'0'int i=0;while(*(str+i) != '\0'){while(!(USART4->ISR & (0X1 <<7)));USART4 -> TDR = *(str+i); while(!(USART4->ISR & (0X1 <<6)));i++;}}
char buffer[50] ={0};
char* get_string()
{int i =0;//1.写一个循环，进行接收//2.循环实现：接收一个字符之后就要发送一个字符put_char('\n');put_char('\r');for(i=0; i<49; i++){while(!(USART4->ISR &(0X1 <<5)));if(USART4 ->RDR == '\r'){put_char('\n');put_char('\r');buffer[i] = '\0';break;}buffer[i]=(char)(USART4->RDR);put_char(buffer[i]);}//当键盘的回车键按下后，字符串接收结束'\r'//3.字符串补'\0'   if(i==49){buffer[49]='\0';}return buffer;
}

main.c

#include "uart4.h"
extern void printf(const char *fmt, ...);
void delay_ms(int ms)
{int i,j;for(i = 0; i < ms;i++)for (j = 0; j < 1800; j++);
}int main()
{//调用初始化函数uart4_init();while(1){put_string(get_string());}return 0;
}

实验现象：

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