基于STM32F103入门4——串口通信

最近能抽点时间学一下stm32了，串口通信用的挺多的，比如wifi模块，GSM模块，指纹模块等等…在这里用自己理解的写一下总结，如果有误的话请大家多多指点。

串口的基本概念

串行和并行

串行

串行是一位一位的传输。

常用的有 USART、IIC、SPI等…

串行也分为 同步通信 和 异步通信

同步：

就是一般有一根时钟线，有时钟就可以大家一起同步嘛。靠时钟来约定。一根数据线。一般一个时钟传输一个Bit位。同步的话 他们大部分都是有效数据来的。但是对于双方的时钟允许误差较小。

异步：

异步就是我们平常玩串口用的最多的，它不像同步有个时钟，异步是没有时钟，那我们得为了数据不出错，所以通过 起始位、奇偶校验位、停止位这些来降低数据的错误。

所以异步的有效数据就没有同步的有效数据那么多。效率也没有同步的那么高。

优点：传输距离远、抗干扰能力强、成本较低

缺点：传输速率慢

并行

并行是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高。

简单的理解就是 比如我们用的LCD1602不是有一共10几个引脚么，然后8根是数据线，这就是属于并行，它们通常需要数据总线（八、十六或更多线路）。

优点：线比较多嘛，所以我传输就快，这个容易理解。

缺点：线这么多，那成本也会高嘛，别人一根线搞定了，你用了8根是吧。然后距离长了，那也容易受到干扰。

通信方式

全双工

就是双方都可以同时发送和接收，相当于我们的打电话。

半双工

在同一时刻，只能一个发送、一个接收，相当于我们的对讲机。

单工

这个就是一个只能发，一个只能收。相当于广播，他那边只能发，我们只能听。

波特率

首先讲一下比特率

比特率：每秒钟传输的二进制位数，单位是(bit/s)

跟波特率有点区别的，但是有时候也一样。

波特率：表示每秒钟传输的码元个数。

码元：比如我们玩51的时候基本都是5V OV那么 5V相当于二进制1 0V就相当于二进制0。

5V——1

0V——0

有时候多个，比如

0V——00

2V——01

4V——10

6V——11

这样就跟比特率不一样了。

波特率计算

波特率 = Fck/(16*USARTDIV)

Fck:串口的时钟

USARTDIV:无符号定点数

比如我想设置115200波特率

时钟是72M

那USARTDIV = 39.0625

串口的配置

代码编写步骤

我这里用USART1来举例。我这里是A9(TX)、A10(RX)（异步通信）

1：打开对应 的时钟

1.1:GPIO的时钟

1.2:串口的时钟

2.配置GPIO结构体

2.1:引脚

2.2:模式(输入还是输出)

2.3:速率(输出才用 输入不用)

2.4:对结构体成员初始化

3配置串口结构体

3.1:波特率

3.2:有效数据位

3.3:停止位

3.4:奇偶校验位

3.5:硬件控制流

3.6:模式

3.7:对结构体成员初始化

4配置NVIC中断优先级(misc.h)

如果不需要中断可以不配置NVIC

4.1:选择哪个组 NVIC_PriorityGroupConfig

4.2::哪个中断通道 （stm32f10x.h里 IRQn_Type结构体里找）

4.3:主优先级

4.4:次优先级

4.5:通道使能开启

4.6:对成员初始化

4.7:串口中断配置 USART_ITConfig(采用什么方式中断)

5串口使能

USART_Cmd();

6:编写中断服务函数

函数名字在启动文件里找。

串口的重定向

比如我们常用输出函数

printf();

putchar();

常用的输入函数

scanf();

getchar();

输出

==记得包含头文件 stdio.h ==

其次你添加下面的函数既可以用printf 和 putchar了。

/*重定向C库函数printf到串口*/

int fputc(int ch, FILE *f)

{

USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);; //发送一字节到串口

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送寄存器为空 证明发送完

return ch;

}

输入

==记得包含头文件 stdio.h ==

其次你添加下面的函数既可以用scanf 和 getchar了。

/*重定向C库函数 scanf到串口*/

int fgetc(FILE *f)

{

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET); //如果读数据寄存器非空

return (int)USART_ReceiveData(USART1);

}

串口的例程

我这里就实现一下 电脑端串口助手发送单字符到单片机，单片机接收到就立刻也发给电脑串口助手。

比如 我在串口助手发送了 A

然后单片机接收到之后，让单片机发送receive data:A

main.c

#include "stm32f10x.h"

#include "usart.h"

int main()

{

usart1_init(115200); //串口1初始化函数

while(1)

{

}

}

/*因为用的是中断接收所以少不了中断服务函数*/

/*串口1 中断服务函数*/

void USART1_IRQHandler(void)

{

uint8_t data;

if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //再次判断是否中断是否发生

{

data = USART_ReceiveData(USART1);

}

usart_sendString(USART1,"receive data:");

usart_sendByte(USART1,data);

usart_sendByte(USART1,'n');

}

usart.c

/* 配置串口1 优先级 函数 */

static void NVIC_USART1_configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_initStruction;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //组

NVIC_initStruction.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //串口1中断

NVIC_initStruction.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   //主优先级

NVIC_initStruction.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //次优先级

NVIC_initStruction.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能

NVIC_Init(&NVIC_initStruction);

}

/* 配置串口1 函数*/

void usart1_init(uint32_t baudRate)

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //打开GPIOA时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //打开串口1时钟

GPIO_InitTypeDef GPIO_initStruction;

USART_InitTypeDef USART_initStruction;

/*配置GPIOA  TX */

GPIO_initStruction.GPIO_Pin = USART1_TX; // TX

GPIO_initStruction.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出

GPIO_initStruction.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_initStruction);

/*配置GPIOA RX */

GPIO_initStruction.GPIO_Pin = USART1_RX; // RX

GPIO_initStruction.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_initStruction);

/*配置USART1 TX和RX */

USART_initStruction.USART_BaudRate = baudRate; //波特率

USART_initStruction.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //8位有效数据位

USART_initStruction.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //1个停止位

USART_initStruction.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位

USART_initStruction.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //不硬件控制流

USART_initStruction.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //发送 和 接收

USART_Init(USART1, &USART_initStruction);

NVIC_USART1_configuration(); //串口1中断优先级配置

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

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1

}

效果呈现