串口通信原理和控制程序

　　以USART1為例的串口初始化

　　本程序調用了STM32自帶的固件庫，工程中具體的文件見(jiàn)下圖：

　　一.GPIO及USART1初始化結構體變量定義

　　GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;12

　　二.串口時(shí)鐘及GPIO端口時(shí)鐘使能

　　USART1是掛在A(yíng)PB2總線(xiàn)上的外設。

　　TX，RX分別是PA9，PA10端口的復用。

　　要使用到端口復用，就要使能端口的時(shí)鐘，并使能相應外設的時(shí)鐘。這里可使用|同時(shí)使能這兩個(gè)時(shí)鐘。

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA"RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);1

　　三.TX，RX配置

　　GPIO端口模式的配置包括

　　確定需要配置的引腳

　　確定端口速度

　　確定端口工作模式

　　初始化該引腳

　　//USART1Tx(PA.09)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//復用推挽輸出GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1Rx(PA.10)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);12345678910

　　四.串口參數初始化

　　以下為默認的參數：

　　USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;//波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//USART1使能12345678

　　至此，串口相關(guān)的配置已全部完成，接下來(lái)可以寫(xiě)串口程序了。

　　五.串口程序

　　這里以STM32與PC通信為例。

　　例1.PC向STM32發(fā)送一個(gè)字符，STM32再將該字符發(fā)回去。

　　while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=SET);//等待PC的消息order=USART_ReceiveData(USART1);//讀取收到的消息USART_SendData(USART1,order);//發(fā)送消息while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待數據發(fā)送完1234

　　關(guān)于兩次等待的說(shuō)明：

　　RXNE和TC都是寄存器USART_SR中的位。當寄存器收到消息后，RXNE會(huì )置1，此時(shí)讀取消息可令其清零。當數據發(fā)送完成后，TC會(huì )置1，此時(shí)讀取狀態(tài)可令其清零。

　　例2.STM32向PC發(fā)一個(gè)字符串

　　字符串內容如下：

　　#defineSENDBUF_LEN23unsignedcharorder[SENDBUF_LEN]="01061111/11052121";123

　　發(fā)送程序如下：

　　for(i=0;iSR;//防止首字符丟失USART_SendData(USART1,order[i]);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}123456

　　關(guān)于USART1->SR作用的解釋?zhuān)?/p>

　　STM32在復位時(shí)TC位被置1，因此while語(yǔ)句中的內容直接成立，while語(yǔ)句直接跳出，第一個(gè)字符還沒(méi)發(fā)送完，寄存器就發(fā)送了第二個(gè)字符，導致第一個(gè)字符被掩蓋。解決方法是在發(fā)送前先將TC為清零，方法是讀USART->SR。由此可知，在發(fā)字符串時(shí)，一定要先讀一次USART->SR，而例1中發(fā)一個(gè)字符時(shí)就不必要了，因為不會(huì )有第二個(gè)字符來(lái)覆蓋第一個(gè)字符。

　　調試中遇到的問(wèn)題

　　無(wú)論PC發(fā)什么，STM32都沒(méi)有回應。調試過(guò)程：我把初始化的程序與網(wǎng)上眾多程序員寫(xiě)的初始化程序做了比較，沒(méi)有發(fā)現不一樣的地方。接著(zhù)我就懷疑USART_SendData(USART1,order)這句代碼中的order的數據類(lèi)型有問(wèn)題。這個(gè)函數的定義如下：

　　voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));assert_param(IS_USART_DATA(Data));/*TransmitData*/USARTx->DR=(Data&(uint16_t)0x01FF);}123456789

　　可知Data的數據類(lèi)型是uint16_t，我就試著(zhù)把order的數據類(lèi)型分別改成了char,uint8_t,uint16_t,但問(wèn)題仍無(wú)法解決(實(shí)際上，這個(gè)數據類(lèi)型是沒(méi)有任何影響的)。

　　值得一提的是，之前我們設置USART1的參數時(shí)，一次發(fā)送的數據長(cháng)度設置的是8位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;，那么為什么這里寫(xiě)的卻是16位的無(wú)符號整型呢?看這句話(huà)USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);，可知理論上發(fā)送的內容應該是Data的低9位。然而，由于之前設置了數據長(cháng)度為8位，故實(shí)際發(fā)送的內容只有低8位。那么為什么Data會(huì )&0x01ff呢?其實(shí)這多余的一位是用于奇偶校驗的，當需要配置奇偶校驗時(shí)，需要將數據長(cháng)度設置為9位即USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;，記住，STM32的數據位是包括奇偶校驗位的，而PC上調試助手上的數據位仍需設置為8位，這樣互發(fā)數據才不會(huì )出問(wèn)題。

　　回到之前的問(wèn)題上來(lái)——更改完發(fā)現仍解決不了問(wèn)題后，我在程序中加了一個(gè)LED閃爍程序，即接收數據之前LED亮，發(fā)送完數據后LED滅，結果發(fā)現LED始終是亮的。后改成LED先滅后亮，發(fā)現LED始終是滅的。故猜想程序卡死在了這兩句程序之間，接著(zhù)懷疑到函數delay_ms()上，接著(zhù)發(fā)現這個(gè)由淘寶賣(mài)家提供的delay_ms()函數需要先初始化才能使用。(這個(gè)延時(shí)函數不是簡(jiǎn)單的for循環(huán)延時(shí)，比較復雜和精準，初始化函數為delay_init();)由于沒(méi)有初始化，導致程序死在這條語(yǔ)句上。

　　2. STM32發(fā)回來(lái)的內容與PC發(fā)送的內容不一致。調試過(guò)程：用示波器觀(guān)測數據，發(fā)現收發(fā)的數據都是正確的，但電平寬度不一致，由此得知兩者的波特率不一致，進(jìn)一步計算得知是STM32的串口波特率不對。后發(fā)現程序默認的外部高速時(shí)鐘是8MHz，而我的板子上的晶振是11.0592MHz，故波特率計算錯誤。解決方法是更改頭文件stm32f10x.h中的HSE_VAULE，見(jiàn)下圖

　　需要說(shuō)明的是，博主更改這里后仍不能接受到正確消息，當時(shí)我設置的波特率是1200，后來(lái)改成9600就正常了。博主沒(méi)有去深入了解寄存器，只能猜想STM32應該不支持過(guò)低的波特率吧。

　　3.當STM32向c51發(fā)送字符串時(shí)，c51接收不到正確的數據。我用示波器看了下PC向c51發(fā)送的波形，又看了下STM32向c51發(fā)送的波形，發(fā)送數據所用時(shí)間差不多，所以波特率應該是對的，波形由于太長(cháng)，每個(gè)脈沖太窄，不好觀(guān)察，看起來(lái)也差不多。最后我讓STM32把之前發(fā)的數據發(fā)給PC，發(fā)現了問(wèn)題——那就是之前提到的首字符丟失問(wèn)題。