代码收藏家技术教程 2023-11-23

STM32串口接收与发送（针对USART1的Rx和Tx引脚）详解

图文概述:

代码:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>


/*对应的引脚号*/
#define USART1_TX GPIO_Pin_9 
#define USART1_RX GPIO_Pin_10 


/*模块需要使用到的端口：GPIOA或GPIOB*/
#define BUS GPIOA         

uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;


/**
  * @brief  Serial_Init---对串口通信的初始化配置(针对发送数据即USART1外设的TX引脚)
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Serial_Init(void)
{
	//1.开启APB2外设的时钟---USART1是APB2的外设
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	//2.初始化GPIO的引脚配置(即USART1外设的TX引脚)
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	/* TX引脚是USART1外设控制的输出脚,需要选复用推挽输出模式 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_TX;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(BUS, &GPIO_InitStructure);
	
	/* RX引脚是USART1外设控制的输出脚,需要选浮空输入或上拉输入 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  //上拉输入模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_RX;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(BUS, &GPIO_InitStructure);
	
	//3.初始化USART的各项配置
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率---9600
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件数据流控选择---不需要流控
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式---同时开启发送模式和接收模式
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//数据帧的校验位---不需要校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//数据帧的停止位---选择1位的停止位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据帧字长---选择8位
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	/* 当RXNE标志位一旦置1,就向NVIC申请中断,可以使用中断函数接收数据 */
	//开启触发RXNE标志位到NVIC的输出
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	//配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //NVIC优先级分组
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //NVIC中断通道配置为USART1通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //抢占优先级设为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级设为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	//4.开启USART
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}	

/**
  * @brief  Serial_SendByte---发送1位字节数据
  * @param  Byte---发送的字节数据
  * @retval 无
  */
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	//1.发送数据
	USART_SendData(USART1, Byte);
	//2.判断发送数据寄存器为空的标志位(标志位为1则表示数据转移到移位寄存器,为0则还没有转移到移位寄存器)
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}


/**
  * @brief  Serial_SendArray---发送数组元素是字节数据的数组
  * @param  *Array---发送的数组的首地址指针
  * @param  Length---发送的数组的长度
  * @retval 无
  */
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for(i = 0; i < Length; i++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

/**
  * @brief  Serial_SendString---发送一串字符串
  * @param  *String---发送的字符串的地址指针
  * @retval 无
  */
void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for(i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  Serial_Pow---计算X的Y次方值
  * @param  X---底数
  * @param  Y---指数
  * @retval Result---计算的结果值
  */
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while(Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  Serial_SendNumber---发送无符号整型数据(即数字)
  * @param  Number---要发送的数字数据
  * @param  Length---数字数据的长度
  * @retval 无
  */
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for(i = Length; i > 0; i--)
	{
		Serial_SendByte((Number / Serial_Pow(10, i-1)) % 10 + '0');
	}
	
}

/**
  * @brief  fputc---printf的底层函数(移植printf函数,使printf输出到串口)
  * @param  ch---需要输出的字符
  * @param  *f---指定的某个指针地址
  * @retval ch---输出的字符
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}


/**
  * @brief  Serial_Printf---对sprintf进行封装,便于数据输出到串口
  * @param  *format---接收的格式化字符串
  * @param  ...---接收可变参数列表
  * @retval 无
  */
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;//va_list---列表名
	va_start(arg, format);//从format位置后开始接收参数表,放在arg
	vsprintf(String, format, arg);/* vsprintf---使用参数列表发送格式化输出到字符串。 */
	va_end(arg);//释放参数表
	Serial_SendString(String);//串口发送字符串
}

uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
	if(Serial_RxFlag == 1)
	{
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;  //返回状态值
}

uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
	return Serial_RxData; //返回接受数据寄存器的值
}

//USART1通道的中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
	//获取USART的接收数据寄存器不为空中断标志位
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) 
	{
		//获取接收数据寄存器中的值
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1); 
		//置变量Serial_RxFlag为1(表示接收到数据)
		Serial_RxFlag = 1;  
		//手动清除清除USART1的中断挂起位(如果获取接收寄存器则会自动清除标志位)
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); 
	}

}

关键步骤:

1. 开启APB2外设的时钟—USART1是APB2的外设(需要查看手册了解对应芯片上的USART1_TX和USART1_RX的引脚分布在哪个GPIO口上)

	//1.开启APB2外设的时钟---USART1是APB2的外设
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

2. 初始化GPIO的引脚配置(即USART1外设的TX引脚)

	//2.初始化GPIO的引脚配置(即USART1外设的TX引脚)
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	/* TX引脚是USART1外设控制的输出脚,需要选复用推挽输出模式 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_TX;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(BUS, &GPIO_InitStructure);
	
	/* RX引脚是USART1外设控制的输出脚,需要选浮空输入或上拉输入 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  //上拉输入模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_RX;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(BUS, &GPIO_InitStructure);

3. 初始化USART的各项配置

	//3.初始化USART的各项配置
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率---9600
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件数据流控选择---不需要流控
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式---同时开启发送模式和接收模式
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//数据帧的校验位---不需要校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//数据帧的停止位---选择1位的停止位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据帧字长---选择8位
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

补充:如果需要接收数据后进入中断,则还需要配置NVIC ,即如下代码:

	/* 当RXNE标志位一旦置1,就向NVIC申请中断,可以使用中断函数接收数据 */
	//开启触发RXNE标志位到NVIC的输出
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	//配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //NVIC优先级分组
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //NVIC中断通道配置为USART1通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //抢占优先级设为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级设为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

4. 开启USART

	USART_Cmd(USART1, ENABLE);

5. 发送字节数据的基础函数:

/**
  * @brief  Serial_SendByte---发送1位字节数据
  * @param  Byte---发送的字节数据
  * @retval 无
  */
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	//1.发送数据
	USART_SendData(USART1, Byte);
	//2.判断发送数据寄存器为空的标志位(标志位为1则表示数据转移到移位寄存器,为0则还没有转移到移位寄存器)
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

6. 接收字节数据的基础函数(在触发的中断函数中接收数据):

//USART1通道的中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
	//获取USART的接收数据寄存器不为空中断标志位
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) 
	{
		//获取接收数据寄存器中的值
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1); 
		//置变量Serial_RxFlag为1(表示接收到数据)
		Serial_RxFlag = 1;  
		//手动清除清除USART1的中断挂起位(如果获取接收寄存器则会自动清除标志位)
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); 
	}

}