代码收藏家技术教程 2024-03-22

STM32串口通信教程及示例

一、通讯基础

1处理器与外部设备通讯的两种方式：

并行通讯：

传输原理：数据各个位同时传输

优点：速度快

缺点：占用引脚资源多

串行通讯：

传输原理：数据按位传输

优点：占用引脚资源少

缺点：速度相对较慢

2.常见的串行通讯接口

3.串行通讯的分类

单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输；

半双工：允许数据在两个方向上传输。但是，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；它不需要独立的接收端和发送端，两者可以合并一起使用一个端口。

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，需要独立的接收端和发送端。

二、串口常用寄存器

状态寄存器：USART_SR

其作用就是用于描述USART的工作状态，为编程者提供一个串口的实时状态，发送时需要判断上一帧有没有发送完毕；接收时需要判断一帧数据有没有接收完毕。

数据寄存器：USART_DR

发送和接收是两个数据寄存器，但实际在单片机内部是一个，这两个寄存器的唯一区别方法就是，执行写操作就是发送数据寄存器(TDR)，执行读操作的时候就是接受数据寄存器（RDR）。

波特率寄存器：USART_BRR

该寄存器的4-15位就是写入DIV的整数部分，0-3位就是写入DIV的小数部分。

控制寄存器：USART_CR

控制寄存器1（USART_CR1），控制寄存器2（USART_CR2）

三、配置步骤

1.串口时钟和GPIO时钟使能

串口是挂载在APB2下的外设，所以使能函数为

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能 USART1 时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能 GPIOA 时钟

2.设置引脚复用映射(GPIO_PinAFConfig() )

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //PA9 复用为 USART1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//PA10 复用为 USART1

3.GPIO端口模式设置（GPIO_Init(); ）

注意：PA9和PA10要设置为复用功能

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9 与 GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度 50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化 PA9， PA10

4.串口参数初始化（USART_Init(); ）

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为 9600;
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;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

5.使能串口（USART_Cmd(); ）

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

6.数据的接受和发送

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);//发送
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);//接受

7.串口状态获取

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；

8.开启中断并初始化NVIC,使能相应中断（NVIC_Init(); ）

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //响应优先级 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 VIC 寄存器

9.获取相应中断状态

判断该中断是哪个中断

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT)

判断串口是否完成中断

USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)

10.编写中断服务函数

void USART1_IRQHandler(void) ;

四、串口实验

补充：

USART_RX_STA是16位的数据，原子定义了最高位15是接收完成标志位USART_RX_STA[15]=1时表示接收完成。所以0x8000好理解吧，就是最高位为1其他都为0，跟USART_RX_STA相与，低15位都被置0了只留下最高位即接收完成标志位，所以就可以通过USART_RX_STA&0x8000这样的方式来判断是否接收完成。USART_RX_STA与0X3FFF进行与运算是用来确定接收到的数据长度的

if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接受中断（接受到的数据必须是以0x0D 0X0A结尾）
	{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//读取接受到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
		{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
			{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误，重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
			}
			else //未接收到0X0D
			{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
				{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误，重新开始接收	  
				}		 
			}
		}   		 
  }

本文为个人笔记，仅代表个人见解和学习程度，不喜勿喷。

作者：Mediocre person658