1.串口的基本概念

在的參考手冊(cè)中，串口被描述成通用同步異步收發(fā)器(USART)，它提供了一種靈活的方法與使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NRZ異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設(shè)備之間進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換。USART利用分?jǐn)?shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇。它支持同步單向通信和半雙工單線通信，也支持LIN（局部互聯(lián)網(wǎng)），智能卡協(xié)議和IrDA（紅外數(shù)據(jù)組織）SIR ENDEC規(guī)范，以及調(diào)制解調(diào)器(CTS/RTS)操作。它還允許多處理器通信。還可以使用DMA方式，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。

USART通過3個(gè)引腳與其他設(shè)備連接在一起，任何USART雙向通信至少需要2個(gè)引腳：接受數(shù)據(jù)輸入(RX)和發(fā)送數(shù)據(jù)輸出(TX)。

RX: 接受數(shù)據(jù)串行輸入。通過過采樣技術(shù)來區(qū)別數(shù)據(jù)和噪音，從而恢復(fù)數(shù)據(jù)。

TX: 發(fā)送數(shù)據(jù)輸出。當(dāng)發(fā)送器被禁止時(shí)，輸出引腳恢復(fù)到它的I/O端口配置。當(dāng)發(fā)送器被激活，并且不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TX引腳處處于高電平。在單線和智能卡模式里，此I/O口被同時(shí)用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

2.串口的如何工作的

一般有兩種方式：查詢和中斷。

（1）查詢：串口程序不斷地循環(huán)查詢，看看當(dāng)前有沒有數(shù)據(jù)要它傳送。如果有，就幫助傳送（可以從PC到STM32板子，也可以從STM32板子到PC）。

（2）中斷：平時(shí)串口只要打開中斷即可。如果發(fā)現(xiàn)有一個(gè)中斷來，則意味著要它幫助傳輸數(shù)據(jù)——它就馬上進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。同樣，可以從 PC到STM3板子，也可以從STM32板子到PC。

3.串口的硬件連接

戰(zhàn)艦STM32 V3開發(fā)板擁有五路串口，PA9（RXD）、PA10（TXD）

4.編程實(shí)例

STM32中設(shè)置的波特率一致就好，數(shù)據(jù)位也是按照STM32的設(shè)置來選擇，奇偶校驗(yàn)選擇無，停止位選擇1，數(shù)據(jù)流控制選擇無。注意，以上的選項(xiàng)都必須和STM32中的串口設(shè)置相匹配，要不然可能會(huì)出現(xiàn)一些未知錯(cuò)誤。

編程一般按照如下步驟進(jìn)行：

（1）       RCC配置；

（2）       GPIO配置；

（3）       USART配置；

（4）       NVIC配置；

（5）       發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

在RCC配置中，我們除了常規(guī)的時(shí)鐘設(shè)置以外，要記得打開USART相對(duì)應(yīng)的IO口時(shí)鐘，USART時(shí)鐘，還有管腳功能復(fù)用時(shí)鐘。

在GPIO配置中，將發(fā)送端的管腳配置為復(fù)用推挽輸出，將接收端的管腳配置為浮空輸入。

在USART的配置中，通過USART_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體對(duì)USART進(jìn)行初始化操作，按照自己所需的功能配置好就可以了。注意，在超級(jí)終端的設(shè)置中，需要和這個(gè)里面的配置相對(duì)應(yīng)。由于我是采用中斷接收數(shù)據(jù)的方式，所以記得在USART的配置中藥打開串口的中斷，同時(shí)還要打開串口。

在NVIC的配置中，主要是USART1_IRQChannel的配置，和以前的筆記中講述的中斷配置類似，不會(huì)配置的可以參考以前的筆記。

全部配置好之后就可以開始發(fā)送/接收數(shù)據(jù)了。發(fā)送數(shù)據(jù)用USART_SendData()函數(shù)，接收數(shù)據(jù)用USART_ReceiveData()函數(shù)。具體的函數(shù)功能可以參考固件庫的參考文件。根據(jù)USART的配置，在發(fā)送和接收時(shí)，都是采用的8bits一幀來進(jìn)行的，因此，在發(fā)送的時(shí)候，先開辟一個(gè)緩存區(qū)，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入緩存區(qū)，然后再將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，在接收的時(shí)候，同樣也是先接收到緩存區(qū)中，然后再進(jìn)行相應(yīng)的操作。

注意在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和接收的時(shí)候，要檢查USART的狀態(tài)，只有等到數(shù)據(jù)發(fā)送或接收完畢之后才能進(jìn)行下一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。采用USART_GetFlagStatus()函數(shù)。

同時(shí)還要注意的是，在發(fā)送數(shù)據(jù)的開始，需要清除一下USART的標(biāo)志位，否則，第1位數(shù)據(jù)會(huì)丟失。因?yàn)樵谟布?fù)位之后，USART的狀態(tài)位TC是置位的。當(dāng)包含有數(shù)據(jù)的一幀發(fā)送完成之后，由硬件將該位置位。只要當(dāng)USART的狀態(tài)位TC是置位的時(shí)候，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。然后TC位的置零則是通過軟件序列來清除的，具體的步驟是“先讀USART_SR，然后寫入U(xiǎn)SART_DR”，只有這樣才能夠清除標(biāo)志位TC，但是在發(fā)送幀數(shù)據(jù)的時(shí)候，并沒有進(jìn)行讀USART_SR的操作，而是直接進(jìn)行寫操作，因此TC標(biāo)志位并沒有清空，那么，當(dāng)發(fā)送幀數(shù)據(jù)，然后用USART_GetFlagStatus()檢測狀態(tài)時(shí)返回的是已經(jīng)發(fā)送完畢（因?yàn)門C位是置1的），所以程序會(huì)馬上發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，那么這樣，幀數(shù)據(jù)就被第二幀數(shù)據(jù)給覆蓋了，所以看不到幀數(shù)據(jù)的發(fā)送。

按照上面的方法編程后，我們便可以在XCOM上查看的具體狀態(tài)了。我的這個(gè)例程，在硬件復(fù)位以后，可以馬上在XCOM上看見“I LOVE STM32!”字樣，然后如果在XCOM中通過PC機(jī)鍵盤按下相應(yīng)的鍵，則這個(gè)鍵會(huì)發(fā)送到STM32中，并且馬上返回到PC機(jī)的XCOM上，因此可以馬上從XCOM中看到按下的相應(yīng)的鍵。

5.程序源代碼

#include "stm32f10x_lib.h"

FlagStatus RX_status;

void RCC_cfg();

void GPIO_cfg();

void USART_cfg();

void NVIC_cfg();

int main()

{

       int i;

       unsigned char TxBuf1[] = "I LOVE STM32!";

       RCC_cfg();

       GPIO_cfg();

       NVIC_cfg();

       USART_cfg();

       //清除標(biāo)志位，否則第1位數(shù)據(jù)會(huì)丟失

       USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

       //發(fā)送數(shù)據(jù)

       //PB5的作用是顯示正在發(fā)送數(shù)據(jù)

       //當(dāng)有數(shù)據(jù)在發(fā)送的時(shí)候，PB5會(huì)亮

       for( i=0;TxBuf1[i]!='';i++)

       {

              USART_SendData(USART1,TxBuf1[i]);

              GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

              //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢

              while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);

              GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

       }

       while(1);

}

//RCC時(shí)鐘配置

void RCC_cfg()

{

       //定義錯(cuò)誤狀態(tài)變量

       ErrorStatus HSEStartUpStatus;

       //將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值

       RCC_DeInit();

       //打開外部高速時(shí)鐘晶振

       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

       //等待外部高速時(shí)鐘晶振工作

       HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

       if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

       {

              //設(shè)置AHB時(shí)鐘(HCLK)為系統(tǒng)時(shí)鐘

              RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

              //設(shè)置高速AHB時(shí)鐘(APB2)為HCLK時(shí)鐘

              RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

              //設(shè)置低速AHB時(shí)鐘(APB1)為HCLK的2分頻

              RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

              //設(shè)置FLASH代碼延時(shí)

              FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

              //使能預(yù)取指緩存

              FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

              //設(shè)置PLL時(shí)鐘，為HSE的9倍頻 8MHz * 9 = 72MHz

              RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

              //使能PLL

              RCC_PLLCmd(ENABLE);

              //等待PLL準(zhǔn)備就緒

              while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

              //設(shè)置PLL為系統(tǒng)時(shí)鐘源

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

              RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

              //判斷PLL是否是系統(tǒng)時(shí)鐘

              while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

       }

         //打開GPIO時(shí)鐘，復(fù)用功能，串口1的時(shí)鐘

         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

}

//IO口配置

void GPIO_cfg()

{

       GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

       //PA9作為US1的TX端，打開復(fù)用，負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)

       GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

       GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

       //PA10作為US1的RX端，負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)

       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

       GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

       //LED顯示串口正在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)

       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

       GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

//串口初始化

void USART_cfg()

{

       USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

       //將結(jié)構(gòu)體設(shè)置為缺省狀態(tài)

       USART_StructInit(&USART_InitStructure);

    //波特率設(shè)置為115200

       USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;

       //一幀數(shù)據(jù)的寬度設(shè)置為8bits

       USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

       //在幀結(jié)尾傳輸1個(gè)停止位

       USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

       //奇偶失能模式，無奇偶校驗(yàn)

       USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

       //發(fā)送/接收使能

       USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

       //硬件流控制失能

       USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

       //設(shè)置串口1

       USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

       //打開串口1的中斷響應(yīng)函數(shù)

       USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

       //打開串口1

       USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

//配置中斷

void NVIC_cfg()

{

        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);                                               //選擇中斷分組2

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;                              //選擇串口1中斷

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;                                 //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                                            //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                 //使能中斷

        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

然后在stm32f10x_it.c文件中找到相應(yīng)的中斷處理函數(shù)，并填入一下內(nèi)容。注意在stm32f10x_it.c中，要聲明一下外部變量RX_status

extern FlagStatus RX_status;

void USART1_IRQHandler(void)

{

       GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

       //確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)

       RX_status = USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);

       //接收到數(shù)據(jù)

       if(RX_status == SET)

       {

              //將數(shù)據(jù)回送至超級(jí)終端

              USART_SendData(USART1, USART_ReceiveData(USART1));

              //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢

              while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

              GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

       }

}