STM32串口實(shí)驗

串口作為MCU的重要外部接口，同時(shí)也是軟件開(kāi)發(fā)重要的調試手段，其重要性不言而喻?，F在基本上所有的MCU都會(huì )帶有串口，STM32自然也不例外。

STM32的串口資源相當豐富的，功能也相當強勁。ALIENTEK戰艦STM32開(kāi)發(fā)板所使用的STM32F103ZET6最多可提供5路串口，有分數波特率發(fā)生器、支持同步單線(xiàn)通信和半雙工單線(xiàn)通訊、支持LIN、支持調制解調器操作、智能卡協(xié)議和IrDA SIRENDEC規范、具有DMA等。

5.3節對串口有過(guò)簡(jiǎn)單的介紹，大家看這個(gè)實(shí)驗的時(shí)候記得翻過(guò)去看看。接下來(lái)我們將主要從庫函數操作層面結合寄存器的描述，告訴你如何設置串口，以達到我們最基本的通信功能。本章，我們將實(shí)現利用串口1不停的打印信息到電腦上，同時(shí)接收從串口發(fā)過(guò)來(lái)的數據，把發(fā)送過(guò)來(lái)的數據直接送回給電腦。戰艦STM32開(kāi)發(fā)板板載了1個(gè)USB串口和1個(gè)RS232串口，我們本章介紹的是通過(guò)USB串口和電腦通信。

在4.4.1章節端口復用功能已經(jīng)講解過(guò)，對于復用功能的IO，我們首先要使能GPIO時(shí)鐘，然后使能復用功能時(shí)鐘，同時(shí)要把GPIO模式設置為復用功能對應的模式（這個(gè)可以查看手冊《STM32中文參考手冊V10》P110的表格“8.1.11外設的GPIO配置”）。這些準備工作做完之后，剩下的當然是串口參數的初始化設置，包括波特率，停止位等等參數。在設置完成只能接下來(lái)就是使能串口，這很容易理解。同時(shí)，如果我們開(kāi)啟了串口的中斷，當然要初始化NVIC設置中斷優(yōu)先級別，最后編寫(xiě)中斷服務(wù)函數。

串口設置的一般步驟可以總結為如下幾個(gè)步驟： 1) 串口時(shí)鐘使能，GPIO時(shí)鐘使能 2) 串口復位

3) GPIO端口模式設置 4) 串口參數初始化

5) 開(kāi)啟中斷并且初始化NVIC（如果需要開(kāi)啟中斷才需要這個(gè)步驟） 6) 使能串口

7) 編寫(xiě)中斷處理函數

下面，我們就簡(jiǎn)單介紹下這幾個(gè)與串口基本配置直接相關(guān)的幾個(gè)固件庫函數。這些函數和定義主要分布在stm32f10x_usart.h和stm32f10x_usart.c文件中。

1.串口時(shí)鐘使能。串口是掛載在A(yíng)PB2下面的外設，所以使能函數為： RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；

2.串口復位。當外設出現異常的時(shí)候可以通過(guò)復位設置，實(shí)現該外設的復位，然后重新配置這個(gè)外設達到讓其重新工作的目的。一般在系統剛開(kāi)始配置外設的時(shí)候，都會(huì )先執行復位該外設的操作。復位的是在函數USART_DeInit()中完成：

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx); 比如我們要復位串口1，方法為： USART_DeInit(USART1); //復位串口1

3.串口參數初始化。串口初始化是通過(guò)USART_Init()函數實(shí)現的，

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)； 這個(gè)函數的的第一個(gè)入口參數是指定初始化的串口標號，這里選擇USART1。

第二個(gè)入口參數是一個(gè)USART_InitTypeDef類(lèi)型的結構體指針，這個(gè)結構體指針的成員變量用來(lái)設置串口的一些參數。一般的實(shí)現格式為：

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //一般設置為9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長(cháng)為8位數據格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個(gè)停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //無(wú)奇偶校驗位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl

= USART_HardwareFlowControl_None; //無(wú)硬件數據流控制 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發(fā)模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

從上面的初始化格式可以看出初始化需要設置的參數為：波特率，字長(cháng)，停止位，奇偶校驗位，硬件數據流控制，模式（收，發(fā)）。我們可以根據需要設置這些參數。

4.數據發(fā)送與接收。STM32的發(fā)送與接收是通過(guò)數據寄存器USART_DR來(lái)實(shí)現的，這是一個(gè)雙寄存器，包含了TDR和RDR。當向該寄存器寫(xiě)數據的時(shí)候，串口就會(huì )自動(dòng)發(fā)送，當收到收據的時(shí)候，也是存在該寄存器內。

STM32庫函數操作USART_DR寄存器發(fā)送數據的函數是：

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data); 通過(guò)該函數向串口寄存器USART_DR寫(xiě)入一個(gè)數據。

STM32庫函數操作USART_DR寄存器讀取串口接收到的數據的函數是：

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx); 通過(guò)該函數可以讀取串口接受到的數據。

5.串口狀態(tài)。串口的狀態(tài)可以通過(guò)狀態(tài)寄存器USART_SR讀取。

圖9.1.1 USART_SR寄存器各位描述

這里我們關(guān)注一下兩個(gè)位，第5、6位RXNE和TC。 RXNE（讀數據寄存器非空），當該位被置1的時(shí)候，就是提示已經(jīng)有數據被接收到了，并且可以讀出來(lái)了。這時(shí)候我們要做的就是盡快去讀取USART_DR，通過(guò)讀USART_DR可以將該位清零，也可以向該位寫(xiě)0，直接清除。

TC（發(fā)送完成），當該位被置位的時(shí)候，表示USART_DR內的數據已經(jīng)被發(fā)送完成了。如果設置了這個(gè)位的中斷，則會(huì )產(chǎn)生中斷。該位也有兩種清零方式：1）讀USART_SR，寫(xiě)USART_DR。2）直接向該位寫(xiě)0。

狀態(tài)寄存器的其他位我們這里就不做過(guò)多講解，大家需要可以查看中文參考手冊。 在我們固件庫函數里面，讀取串口狀態(tài)的函數是：

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)； 這個(gè)函數的第二個(gè)入口參數非常關(guān)鍵，它是標示我們要查看串口的哪種狀態(tài)，比如上面講解的RXNE(讀數據寄存器非空)以及TC(發(fā)送完成)。例如我們要判斷讀寄存器是否非空(RXNE)，操作庫函數的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE); 我們要判斷發(fā)送是否完成(TC)，操作庫函數的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

這些標識號在MDK里面是通過(guò)宏定義定義的：

#define USART_IT_PE ((uint16_t)0x0028) #define USART_IT_TXE ((uint16_t)0x0727) #define USART_IT_TC ((uint16_t)0x0626) #define USART_IT_RXNE ((uint16_t)0x0525) #define USART_IT_IDLE ((uint16_t)0x0424) #define USART_IT_LBD ((uint16_t)0x0846) #define USART_IT_CTS ((uint16_t)0x096A) #define USART_IT_ERR ((uint16_t)0x0060) #define USART_IT_ORE ((uint16_t)0x0360) #define USART_IT_NE ((uint16_t)0x0260) #define USART_IT_FE ((uint16_t)0x0160)

6， 串口使能。串口使能是通過(guò)函數USART_Cmd()來(lái)實(shí)現的，這個(gè)很容易理解，使用方法 是：

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口 7，開(kāi)啟串口響應中斷。有些時(shí)候當我們還需要開(kāi)啟串口中斷，那么我們還需要使能串口中斷，使能串口中斷的函數是：

void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)

這個(gè)函數的第二個(gè)入口參數是標示使能串口的類(lèi)型，也就是使能哪種中斷，因為串口的中斷類(lèi)型有很多種。比如在接收到數據的時(shí)候（RXNE讀數據寄存器非空），我們要產(chǎn)生中斷，那么我們開(kāi)啟中斷的方法是：

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開(kāi)啟中斷，接收到數據中斷 我們在發(fā)送數據結束的時(shí)候（TC，發(fā)送完成）要產(chǎn)生中斷，那么方法是：

USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC，ENABLE); 8，獲取相應中斷狀態(tài)。當我們使能了某個(gè)中斷的時(shí)候，當該中斷發(fā)生了，就會(huì )設置狀態(tài)寄存器中的某個(gè)標志位。經(jīng)常我們在中斷處理函數中，要判斷該中斷是哪種中斷，使用的函數是：

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT) 比如我們使能了串口發(fā)送完成中斷，那么當中斷發(fā)生了， 我們便可以在中斷處理函數中調用這個(gè)函數來(lái)判斷到底是否是串口發(fā)送完成中斷，方法是：

USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) 返回值是SET，說(shuō)明是串口發(fā)送完成中斷發(fā)生。