代码收藏家 STM32 USART串口发送详解（笔记5）
一、USART串口发送
1.串口发送
硬件接线：由引脚定义表，PA9为USART1_TX复用，PA10为USART1_RX复用，与USB的TX和RX交叉连接。程序里GPIO初始化时，把TX配置成复用推挽输出，RX配置为输入模式。输入并不分什么普通输入、复用输入，一根线只能一个输出，但可以有多个输入，所以输入脚外设和GPIO都可以同时使用，一般RX配置为浮空输入或者上拉输入。
要交叉连接，所以RX接TX
注意首先在电脑设备管理器里会有如下标识，如果出现了COM号并且图标前没有感叹号，就说明串口CH340驱动没问题，否则需要安装下串口驱动：
1.Serial.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
//1、开启时钟，打开USART和GPIO时钟都打开
//2、GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置为输入（本代码没用到接收功能）
//3、配置USART，使用一个结构体即可配置所有相关参数
//4、如果只需要发送功能，直接开启USART初始化就结束了
//（5、如果需要接收功能，可能需要配置中断，在开启USART之前加上ITConfig和NVIC的代码就行）
//初始化完成后，如果需要发送数据调用一个发送函数就行，接收数据同理，如果要获取发送和接收标志位也是调用一个函数
void Serial_Init (void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//USART1为APB2总线上的外设
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//供串口外设TX脚使用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate= 9600;//Init函数内部会自动计算需要的分频系数写入BRR寄存器
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;//无流控
USART_InitStructure.USART_Mode= USART_Mode_Tx;//输出发送
USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;//Odd奇、Even偶、No无校验
USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;//停止位长度
USART_InitStructure.USART_WordLength= USART_WordLength_8b;//字长8位
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1,Byte);
while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);//等待置1
//该标志位不需要手动清零，下一次SendData这个标志位会自动清零
}
void Serial_SendArray(uint8_t* Array,uint16_t Length)
{
//第一个参数为uint8_t*类型指向数组首地址，传递数组需要用到指针
//第二个参数由于数组无法判断是否结束，用Length
uint16_t i;
for(i=0;i<Length;i++){
Serial_SendByte(Array[i]);
}
}
void Serial_SendString(char* String)//uint8_t也可以，由于字符串自带结束标志位0，不用Length了
{
uint8_t i;
for(i=0;String[i] != '\0';i++)//可以把字符串当作一个数组
{
Serial_SendByte(String[i]);
}
}
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)//次方函数X**Y 这个在math.h这个库里用POW()函数可以直接得出
{
uint32_t Result = 1;
while(Y--)
{
Result *= X;
}
return Result;
}
void Serial_SendNumer(uint32_t Number,uint8_t Length)
{
//首先要把需要发送的Number的个位、十位、百位、千位等每一位以十进制拆分开
//然后转换为字符数字对应的数据，依次发送出去
//以十进制拆分：比如一个数字为1234，取千位1：1234/10**3=1.234；1.234%10=1
uint8_t i;
for(i=0;i<Length;i++)
{
Serial_SendByte(Number/Serial_Pow(10,Length-i-1)%10+0x30);
//之所以是Length-i-1是因为从高位开始取的（如1234依次取千位、百位、十位、个位依次发送）
//之所以+0x30是因为要用字符（文本）显示，ASCII码表里字符0对应0x30。其实也可写成+'0'
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch);//改发送给串口
return ch;
}
//用来接收后面的可变参数列表
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
char String[100];
va_list arg;
va_start(arg, format);
vsprintf(String, format, arg);
va_end(arg);
Serial_SendString(String);
}
2.main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
//pp是GPIO数据寄存器输出，AFpp是片上外设输出主要为特殊功能引脚如：pwm、串口
//拓：可深入学习下指针、字符数组、可变参数等内容
int main(void)
{
OLED_Init();
Serial_Init();
Serial_SendByte(0x52);
//程序的逻辑是上电后，初始化串口，再利用STM32串口发送一个0x52。
//调用Serial_SendByte(0x52)后TX引脚会产生一个0x52对应的波形，这个波形可以发送给其他支持串口的模块
//这里使用USB转串口模块发送给电脑端，需要一个串口助手软件查看
//1.
uint8_t MyArray[]={0x42,0x43,0x44,0x45};
Serial_SendArray(MyArray,4);
//2.
Serial_SendString("Hello world!\r\n");//'\r'是回车，前者使光标到行首，（carriage return）
//\n是换行，后者使光标下移一格，（line feed）
//3.
Serial_SendNumer(1234 , 4);
//4.
printf("\r\nNum2=%d", 222);
//5.
char String[100];
sprintf(String, "\r\nNum3=%d", 333);//sprintf是少有的含有可变参数的函数
Serial_SendString(String);
//6.
Serial_Printf("\r\nNum4=%d", 444);
Serial_Printf("\r\n");
Serial_Printf("你好 你好");
while(1)
{
}
}
printf函数的移植方法
先打开工程选项选择Use MicroLIB
再serial.c中,添加#include <stdio.h>，再在文件中重写fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch);//改发送给串口
return ch;
}
fputc是printf函数的底层，printf在打印的时候，就是不断调用fputc函数一个个打印的，现在把fputc函数重定向到了串口，则printf自然就输出到串口
在serial.h文件中要包含头文件
#include <stdio.h> 这种方法printf只能有一个，若重定向到串口1了，则串口2不能使用 若多个串口都想用printf，则使用sprintf，sprintf可以把格式化字符输出到一个字符串中
串口助手软件里接收模式选择HEX模式，就是以原始数据的形式显示，如发送0x41，显示为41；如果想显示字符串可选择文本模式，以字符形式显示，如发送0x41显示为A。
HEX模式也叫做十六进制模式或二进制模式，以原始数据显示，只能显示一个个十六进制数；
文本模式也叫字符模式，通过原始数据查找字符集编码成一个字符，如ASCII码表是最简单的字符集，如果想显示和存储汉字的话需要汉字字符集，如GB2312、GBK、GB18030等。为了标准化不同国家的字符集，出现了Unicode字符集，Unicode最常用的传输形式是UTF8。
0x41到A叫做译码，A到0x41叫做编码。
二 、USART串口发送和接收
1、查询实现
查询流程：在主函数里不断判断那RXNE标志位，如果置1，说明接收到数据了
再调用ReceiveData读取DR寄存器的值即可
while(1)
{
if (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) == SET )
{
//DR完成读操作后会自动清零，故需要手动清0
RxData = USART_ReceiveData(USART1);
OLED_ShowHexNum(1 , 1 , RxData , 2);
}
}
在串口调试助手中，发送41，就会在单片机的显示屏上显示41
2、中断实现
1.main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
uint8_t RxData;
int main(void)
{
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"RxData:");
Serial_Init();
/*思路：当RXNE=1时，也就是电脑串口小助手有数据传递给开发板时，进入中断
获取电脑上的数据，并手动清零，将获取到的数据用函数封装起来
在主函数中调用函数，将获取到的值显示在电脑上和显示屏中 */
while(1)
{
if (Serial_GetRxFlag()==1)
{
RxData =Serial_GetRxData();//接收数据
Serial_SendByte(RxData);//把接受到的这一数据回传到电脑
OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);
}
}
}
2.Serial.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
//1、开启时钟，打开USART和GPIO时钟都打开
//2、GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置为输入
//3、配置USART，使用一个结构体即可配置所有相关参数
//4、如果只需要发送功能，直接开启USART初始化就结束了
//（5、如果需要接收功能，可能需要配置中断，在开启USART之前加上ITConfig和NVIC的代码就行）
//初始化完成后，如果需要发送数据调用一个发送函数就行，接收数据同理，如果要获取发送和接收标志位也是调用一个函数
uint8_t Serial_RxData;//多
uint8_t Serial_RxFlag;//多
void Serial_Init (void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//USART1为APB2总线上的外设
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//供串口外设TX脚使用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;//上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate= 9600;//Init函数内部会自动计算需要的分频系数写入BRR寄存器
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;//无流控
USART_InitStructure.USART_Mode= USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//接收＋发送
USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;//Odd奇、Even偶、No无校验
USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;//停止位长度
USART_InitStructure.USART_WordLength= USART_WordLength_8b;//字长8位
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
//对于串口接收可使用查询和中断两种方法，如果使用查询到此初始化就结束
//查询流程：在主函数里不断判断RXNE标志位，置1说明收到数据了，
//再调用USART_ReceiveData读取DR（与上面的Serial_SendByte类似）
//下面我们程序中实现下中断的方法：
//写入中断的代码
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启RXNE标志位到中断的输出
//以下是配置NVIC
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//先分组 一般为2
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1,Byte);
while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);//等待置1
//该标志位不需要手动清零，下一次SendData这个标志位会自动清零
}
void Serial_SendArray(uint8_t* Array,uint16_t Length)
{
//第一个参数为uint8_t*类型指向数组首地址，传递数组需要用到指针
//第二个参数由于数组无法判断是否结束，用Length
uint16_t i;
for(i=0;i<Length;i++){
Serial_SendByte(Array[i]);
}
}
void Serial_SendString(char* String)//uint8_t也可以，由于字符串自带结束标志位0，不用Length了
{
uint8_t i;
for(i=0;String[i] != '\0';i++)//可以把字符串当作一个数组
{
Serial_SendByte(String[i]);
}
}
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)//次方函数X**Y 这个在math.h这个库里用POW()函数可以直接得出
{
uint32_t Result = 1;
while(Y--)
{
Result *= X;
}
return Result;
}
void Serial_SendNumer(uint32_t Number,uint8_t Length)
{
//首先要把需要发送的Number的个位、十位、百位、千位等每一位以十进制拆分开
//然后转换为字符数字对应的数据，依次发送出去
//以十进制拆分：比如一个数字为1234，取千位1：1234/10**3=1.234；1.234%10=1
uint8_t i;
for(i=0;i<Length;i++)
{
Serial_SendByte(Number/Serial_Pow(10,Length-i-1)%10+0x30);
//之所以是Length-i-1是因为从高位开始取的（如1234依次取千位、百位、十位、个位依次发送）
//之所以+0x30是因为要用字符（文本）显示，ASCII码表里字符0对应0x30。其实也可写成+'0'
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch);//改发送给串口
return ch;
}
//用来接收后面的可变参数列表
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
char String[100];
va_list arg;
va_start(arg, format);
vsprintf(String, format, arg);
va_end(arg);
Serial_SendString(String);
}
/****************************************************/
//意思是返回这个标志位，0就返回0，1就返回1，但给这个1复位一下，使得查一次就能反应这一次
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)//读后自动清除的功能
{
if (Serial_RxFlag == 1)
{
Serial_RxFlag = 0;
return 1;
}
return 0;
}
uint8_t Serial_GetRxData(void)//封装接收数据函数
{
return Serial_RxData;
}
void USART1_IRQHandler(void){//RXNE标志位一但置1，就会向NVIC申请中断，之后就会在中断函数里接收数据
//其实就是在中断里面对数据进行了一次转存，最终还要扫描查询RxFlag来接收数据
//放在这里转运一个字节意义看着不大，但是为下节多字节数据包接收作铺垫
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断标志位
{
//在中断中对数据进行转存
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);//先读取模块的变量里
Serial_RxFlag = 1;
//如果读取DR，就自动清除，如果没有读取DR，就要手动清除
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);//清除标志位
}
}
