STM32串口通信之超级终端控制LED灯

一、硬件介绍

本程序使用开发板：STM32-PZ6806L

1、GPIO控制LED

开发板中LED的硬件电路参看：直接通过寄存器地址操作控制LED灯

2、串口

开发板中连接了MCU的2个串口，分别为USART1和USART3，其中USART1通过CH340G接PC端USB口，实现USB转串口功能，可以用于程序下载和串口通信，但通过PC端的超级终端连接时不能连接，所以本程序使用开发板上的另一个串口USART3，该串口信号转换成RS232，通过直连串口线与PC端的COM口相连，可以实现与超级终端通信。

开发板串口的硬件连接图请参考：STM32串口通信之Hello

二、项目创建与配置

请参看《STM32串口通信之Hello》中的“使用库函数的串口程序项目配置”，在此基础上，在"User"文件夹下新建"Led"文件夹，并将该文件夹配置在"C/C++"选项卡中的"Include Paths"包含文件路径中。

三、LED灯控制

1、新建"Led.h"文件并保存在"User/Led"文件夹下，内容如下：

#ifndef __LED__H

#define __LED__H

#include "stm32f10x.h"

#define LED_PORT     GPIOC

#define LED_PIN        (GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7)

#define LED_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOC

#define LED1 GPIO_Pin_0

#define LED2 GPIO_Pin_1

#define LED3 GPIO_Pin_2

#define LED4 GPIO_Pin_3

#define LED5 GPIO_Pin_4

#define LED6 GPIO_Pin_5

#define LED7 GPIO_Pin_6

#define LED8 GPIO_Pin_7

void LED_Init(void);

void LED_On(u8 x, u8 en);

#endif

2、新建"Led.c"文件并保存在"User/Led"文件夹下，内容如下：

#include "led.h"

void LED_Init()

{

         GPIO_InitTypeDef GPIOC_0_mode;

         RCC_APB2PeriphClockCmd( LED_PORT_RCC, ENABLE );           //使能GPIOC时钟

         GPIOC_0_mode.GPIO_Pin = LED_PIN;

         GPIOC_0_mode.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

         GPIOC_0_mode.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

         GPIO_Init(GPIOC, &GPIOC_0_mode);

}

void LED_On(u8 x, u8 en)

{

         uint16_t led[] = {LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6,LED7,LED8};

         if(x

                   return;

         if(en=='y')

                   GPIO_ResetBits(LED_PORT,led[x-0x31]);

         else

                   GPIO_SetBits(LED_PORT,led[x-0x31]);

}

LED_Init函数使能GPIOC时钟，设置GPIOC_0~GPIOC_7为推挽输出模式，LED_On函数根据参数x和en来设置单个LED灯的亮灭状态，调用函数GPIO_ResetBits来复位管脚，即点亮LED灯，调用函数GPIO_SetBits来置位管脚，即灭LED灯。x参数为第几个LED灯的数字字符，en参数为'y'字符或'n'字符，'y'表示点亮，'n'表示灭灯。

四、串口通信程序

该串口通信采用USART3，发送数据采用查询方式，接收数据采用中断方式，所以需要使能GPIOB和USART3时钟、配置中断、配置USART3、使能中断和使能USART3等操作。

1、创建"usrt.h"文件并保存在"User/Uart"文件夹下，内容为：

#ifndef __UART__H

#define __UART__H

#include "stm32f10x.h"

#include "stdarg.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

#include "stdio.h"        

#define EN_USART1 0         //禁用USART1

#define EN_USART3 1         //启用USART3

#define USART_n                 USART3    //使用USART3用于fputc

#define USART1_REC_LEN                          200 

extern u8  USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];

extern u16 USART1_RX_STA;  

#define USART3_REC_LEN                          200 

extern u8  USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN];

extern u16 USART3_RX_STA;  

void USART1_Config(u32 baud);

void USART1_printf(char* fmt,...);

void USART3_Config(u32 baud);

void USART3_printf(char* fmt,...);

#endif

2、创建"usrt.c"文件并保存在"User/Uart"文件夹下，内容为：

#include "uart.h"

//重写fputc函数

int fputc(int ch, FILE *f){      

         while(USART_GetFlagStatus(USART_n, USART_FLAG_TC)!=SET);

  USART_SendData(USART_n, (unsigned char)ch);     

         return ch;

}

#if EN_USART1

u8 USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];     //接收缓冲区,最大USART_REC_LEN个字节.

//接收标志

//bit15,        置位表示接受完成

//bit14,        置位表示接收到0x0d

//bit13~0,   接收字符个数

u16 USART1_RX_STA=0;       //16位接收记录标志全局变量 

void USART1_Config(u32 baud)

{

         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

         //Enable GPIOA and USART1

         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

         //Config GPIOA_9 and GPIOA_10

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

         //USART1 NVIC config

         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      //配置NVIC中断分组2:2位抢占,2位响应

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //子优先级3

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                            //IRQ通道使能

         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);          //初始化NVIC寄存器

         //Config USART1

         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;

         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_Rx | USART_Mode_Tx;

         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能USART1的接收中断

         //Enable USART1

         USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

void USART1_IRQHandler(void){ //USART1中断函数 

         u8 Res;

         //(USART1_RX_STA&0x3FFF)为数据的长度(不包括回车符)

         //当(USART1_RX_STA&0xC000)为真时表示数据接收完成(超级终端按下回车键),

         //读到0x0d 0x0a表示数据结束

         //在main函数中处理完接收数据后将USART_RX_STA置0

                   printf("a");

         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)

         {    

                   Res =USART_ReceiveData(USART1);//接收一个字符

                   printf("%c",Res); //会送给PC

                   if((USART1_RX_STA & 0x8000)==0)            //本次接收未完成

                   {                                  

                            if(USART1_RX_STA & 0x4000)                     //已经接收到了0x0d

                            {                                                              

                                     if(Res!=0x0a)      //如果已经接收了回车符,而本次接收的不是换行符，则数据出错

                                               USART1_RX_STA = 0;       

                                     else

                                               USART1_RX_STA |= 0x8000;      //标记数据接收完成

                            }

                            else   //没有接收过0X0D表示为信息字符

                            {                                 

                                     if(Res==0x0d)    //本次接收是0x0d，则在USART1_RX_STA中标记

                                               USART1_RX_STA |= 0x4000;

                                     else   //本次接收不是0x0d，则确定是信息字符，存入数组中

                                     {

                                               USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA & 0X3FFF]=Res ; //字符存入数组中

                                               USART1_RX_STA++;         //数据长度加1

                                               if(USART1_RX_STA > (USART1_REC_LEN-1))   //如果数据长度超过缓冲区大小，出错，重新接收

                                                        USART1_RX_STA=0;

                                     }                

                            }

                   }               

         }

}

#endif

#if EN_USART3

u8 USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN];     //接收缓冲区,最大USART_REC_LEN个字节.

//接收标志

//bit15,        置位表示接受完成

//bit14,        置位表示接收到0x0d

//bit13~0,   接收字符个数

u16 USART3_RX_STA=0;       //16位接收记录标志全局变量 

void USART3_Config(u32 baud)   //初始化UASRT3

{

  //GPIO端口设置

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); //使能UART3对应的GPIOB

         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); //使能串口的RCC时钟

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //配置USART3的RX引脚PB11

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入

         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //配置USART3的TX引脚PB10

         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;         //服用推挽输出

         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); 

   //Usart3 NVIC 配置

         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //子优先级3

         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                            //IRQ通道使能

         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);          //初始化NVIC

   //USART3 初始化设置

         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率;

         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位

         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一位停止位

         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验

         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控

         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收/发

         USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口

         USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中断

         USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口

}

void USART3_IRQHandler(void)  //USART3中断函数

{     

         //(USART1_RX_STA&0x3FFF)为数据的长度(不包括回车符)

         //当(USART1_RX_STA&0xC000)为真时表示数据接收完成(超级终端按下回车键),

         //读到0x0d 0x0a表示数据结束

         //在main函数中处理完接收数据后将USART_RX_STA置0

         u8 Res;

         //       printf("a");

         if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)

         {    

                   Res =USART_ReceiveData(USART3);//接收一个字符

                   printf("%c",Res); //回送给PC

                   if((USART3_RX_STA & 0x8000)==0)            //本次接收未完成

                   {                                  

                            if(USART3_RX_STA & 0x4000)                     //已经接收到了0x0d

                            {                                                              

                                     if(Res!=0x0a)      //如果已经接收了回车符,而本次接收的不是换行符，则数据出错

                                               USART3_RX_STA = 0;       

                                     else

                                               USART3_RX_STA |= 0x8000;      //标记数据接收完成

                            }

                            else   //没有接收过0X0D表示为信息字符

                            {                                 

                                     if(Res==0x0d)    //本次接收是0x0d，则在USART1_RX_STA中标记

                                               USART3_RX_STA |= 0x4000;

                                     else   //本次接收不是0x0d，则确定是信息字符，存入数组中

                                     {

                                               USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA & 0X3FFF]=Res ; //字符存入数组中

                                               USART3_RX_STA++;         //数据长度加1

                                               if(USART3_RX_STA > (USART3_REC_LEN-1))   //如果数据长度超过缓冲区大小，出错，重新接收

                                                        USART3_RX_STA=0;

                                     }                

                            }

                   }               

         }

}

#endif

3、"main.c"程序

#include "uart.h"

#include "led.h"

int main()

{

         u8 ch1, ch2, i;

         LED_Init();//LED GPIO初始配置

         USART3_Config(115200); //USART1配置，接收中断

         USART3_RX_STA = 0xC000; //数据初始为接收回车状态

         for(i=0;i<8;i++)  //将8个LED初始设为灭灯状态

                   LED_On(i+0x31,'n');

         while(1)

         {

                   if(USART3_RX_STA & 0xC000)//接收到回车-0xC000

                   {

                            if((USART3_RX_STA & 0x3FFF)==0) //数据长度为0，显示菜单

                            {

                                     printf("\033[1;47;33m\r\n"); //设置超级终端文字颜色

                                     printf(" xy--开LEDx灯     xn--灭LEDx灯 \r\n");

                                     printf(" 请输入控制指令,按回车键执行! \033[0m\r\n");

                            }

                            else if((USART3_RX_STA&0x3FFF)==2)

                            {

                                     ch1 = USART3_RX_BUF[0];

                                     ch2 = USART3_RX_BUF[1];

                                     if(      ch1>='1' && ch1<='8'&&( ch2=='y' || ch2=='n'))

                                     {

                                               LED_On(ch1, ch2);

                                               printf("LED%c%s\r\n",ch1,ch2=='y'?"开了":"关了");

                                     }

                                     else

                                               printf("命令错误\r\n");

                            }

                            USART3_RX_STA = 0; //完成一次操作，复位

                   }

         }

}

在此程序中分别对USART1和USART3实现了同样的操作，这里实际用到的是USART3，本程序参考杜洋老师的程序实现。

五、项目编译、开发板设置及程序运行

1、在项目的"User"组中加入"led.c"和"uart.c"文件，编译，连接生成.hex文件；

2、将开发板中的P232的两个跳线帽连接到COM3；

3、将程序下载到开发板；

4、在PC机上运行"HyperTerminal"程序，新建连接：

HyperTerminal运行如下：

超级终端上的显示与开发板上LED灯的状态一致。