STM32串口實驗(學習大綱)

此為網上收集整理

1.Systick原理和配置方法

2.延時函數delay

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);  

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

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

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

 

 

void USART_Init()函數： 

原型： void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);  

作用： 根據指定參數初始化相應串口（波特率，字長，停止位，奇偶校驗，硬件流控制等） 主要是用來初始化寄存器BRR以及CR1,CR2,CR3控制寄存器  

使用范例：

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;              

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率設置;        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數據格式        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;                                                                                                                 //無硬件數據流控制       

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式      USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

 

void USART_Cmd()函數： 

原型： void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);  

作用： 使能相應的串口，用來設置寄存器CR1的串口使能位   

使用范例： USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口 1

 

void USART_ITConfig()函數：

原型：      void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx,                                                  

                                                    uint16_t    USART_IT, FunctionalState NewState);  

作用：            開啟串口相應中斷，設置串口控制寄存器    

使用范例：            USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);                                                                  //開啟讀數據寄存器非空中斷

 

USART_SendData()函數：

原型：       void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);  

作用：            發送數據到串口。   

使用范例：          USART_SendData(USART1, 0x12);                    //使能串口 1

 

uint16_t USART_ReceiveData()函數：

原型： uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)            獲取串口最新接受的值。          使用范例：            USART_ReceiveData(USART1);

 

四個狀態標志相關的函數：

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

詳細請見STM32固件庫使用手冊

 

 

void USART1_IRQHandler(void)                 //串口1中斷服務程序

{

 

}

 

串口設置的一般步驟可以總結為如下幾個步驟：
1) 串口時鍾使能， GPIO 時鍾使能
2) 串口復位
3) GPIO 端口模式設置
4) 串口參數初始化
5) 開啟中斷並且初始化 NVIC（如果需要開啟中斷才需要這個步驟）
6) 使能串口
7) 編寫中斷處理函數

1. 串口時鍾使能。 

串口是掛載在 APB2 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候可以通過復位設置，實現該外設的復位，然后重新配置這個外設達到讓其重新工作的目的。

一般在系統剛開始配置外設的時候，都會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);//串口復位
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 & GPIO 端口模式設置

串口初始化是通過 USART_Init()函數實現的，
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；
這個函數的的第一個入口參數是指定初始化的串口標號，這里選擇 USART1。第二個入口參數是一個 USART_InitTypeDef類型的結構體指針，這個結構體指針的成員變量用來設置串口的一些參數。

一般的實現格式為：
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //一般設置為 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為 8 位數據格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl
= USART_HardwareFlowControl_None; //無硬件數據流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式
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，停止位，奇偶校驗位，
硬件數據流控制，模式（收，發）。

我們可以根據需要設置這些參數。
具體參考：STM32中文參考手冊_V10.pdf中的8.1.11外設GPIO配置章節

4. 數據發送與接收。 

STM32 的發送與接收是通過數據寄存器 USART_DR 來實現的，這是一個雙寄存器，包含了 TDR 和 RDR。當向該寄存器寫數據的時候，串口就會自動發送，當收到收據的時候，也是存在該寄存器內。

STM32 庫函數操作 USART_DR 寄存器發送數據的函數是：
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
通過該函數向串口寄存器 USART_DR 寫入一個數據。
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);
通過該函數可以讀取串口接受到的數據。

5. 串口狀態。 

串口的狀態可以通過狀態寄存器 USART_SR 讀取。 USART_SR 的各位描述如
圖 8.1.1 所示：

這里我們關注一下兩個位，第 5、 6 位 RXNE 和 TC。

 

RXNE（讀數據寄存器非空），當該位被置 1 的時候，就是提示已經有數據被接收到了，並且可以讀出來了。這時候我們要做的就是盡快去讀取 USART_DR，通過讀 USART_DR 可以將該位清零，也可以向該位寫 0，直接清除。

TC（發送完成），當該位被置位的時候，表示 USART_DR 內的數據已經被發送完成了。如果設置了這個位的中斷，則會產生中斷。

該位也有兩種清零方式： 

1 ）讀 USART_SR，寫USART_DR。 

2）直接向該位寫 0。
狀態寄存器的其他位我們這里就不做過多講解，大家需要可以查看中文參考手冊。
在我們固件庫函數里面， 讀取串口狀態的函數是：
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；
這個函數的第二個入口參數非常關鍵，它是標示我們要查看串口的哪種狀態，比如上面講解的RXNE(讀數據寄存器非空)以及 TC(發送完成)。

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。 

串口使能是通過函數 USART_Cmd()來實現的，這個很容易理解，使用方法是： 
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

7. 開啟串口響應中斷。 

有些時候當我們還需要開啟串口中斷，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)
這個函數的第二個入口參數是標示使能串口的類型，也就是使能哪種中斷，因為串口的中斷類型有很多種。比如在接收到數據的時候（ RXNE 讀數據寄存器非空），我們要產生中斷，那么我們開啟中斷的方法是：
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷，接收到數據中斷
我們在發送數據結束的時候（ TC，發送完成）要產生中斷，那么方法是：
USART_ITConfig(USART1， USART_IT_TC， ENABLE);

8. 獲取相應中斷狀態。 

當我們使能了某個中斷的時候，當該中斷發生了，就會設置狀態寄存器中的某個標志位。經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送完成中斷，那么當中斷發生了， 我們便 可以在中斷處理函數中調用這個函數來判斷到底是否是串口發送完成中斷，方法是：
USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)
返回值是 SET，說明是串口發送完成中斷發生。
通過以上的講解，我們就可以達到串口最基本的配置了，關於串口更詳細的介紹，請參考
《STM32 參考手冊》第 516 頁至 548 頁，通用同步異步收發器一章。

/初始化 IO 串口 1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//①串口時鍾使能， GPIO 時鍾使能，復用時鍾使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|
RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 USART1 ,GPIOA 時鍾
//②串口復位
USART_DeInit(USART1); //復位串口 1
//③GPIO 端口模式設置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //ISART1_TX PA.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); //初始化 GPIOA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //USART1_RX PA.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIOA.10
//④串口參數初始化
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率設置
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字長為 8 位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl
= USART_HardwareFlowControl_None; //無硬件數據流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收發模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//⑤初始化 NVIC
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1 _IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ; //搶占優先級 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子優先級 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //中斷優先級初始化
//⑤開啟中斷
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //開啟中斷
#endif
//⑥使能串口
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
}
從該代碼可以看出，其初始化串口的過程，和我們前面介紹的一致。我們用標號①~⑥標
示了順序：
① 串口時鍾使能， GPIO 時鍾使能
② 串口復位
③ GPIO 端口模式設置
④ 串口參數初始化
⑤ 初始化 NVIC 並且開啟中斷
⑥ 使能串口
這里需要重申的是，對於復用功能下的 GPIO 模式怎么判定，這個需要查看《中文參
考手冊 V10》 P110 的表格“ 8.1.11 外設的 GPIO 配置”，這個我們在前面的端口復用章節有
提到，這里 還是拿出來再講解一下吧。查看手冊得知， 配置全雙工的串口 1，那么 TX(PA9)
管腳需要配置為推挽復用輸出， RX(PA10)管腳配置為浮空輸入或者帶上拉輸入。模式配置
參考下面表格：

對於 NVIC 中斷優先級管理，我們在前面的章節（ 4.5 中斷優先級管理）也有講解，這里不
做重復講解了。
這里需要注意一點，因為我們使用到了串口的中斷接收，必須在 usart.h 里面設置
EN_USART1_RX 為 1（默認設置就是 1 的） 。該函數才會配置中斷使能，以及開啟串口 1 的
NVIC 中斷。這里我們把串口 1 中斷放在組 2，優先級設置為組 2 里面的最低。
接下來，根據之前講解的步驟 7，還要編寫中斷服務函數。串口 1 的中斷服務函數
USART1_IRQHandler，在 5.3.3 已經有詳細介紹了，這里我們就不再介紹了，大家可以翻過去
看看。
從該代碼可以看出，其初始化串口的過程，和我們前面介紹的一致。 先計算得到
USART1->BRR 的內容。然后開始初始化串口引腳，接着把 USART1 復位，然之后設置波特率
和奇偶校驗等。
這里需要注意一點，因為我們使用到了串口的中斷接收，必須在 usart.h 里面設置
EN_USART1_RX 為 1（默認設置就是 1 的） 。該函數才會配置中斷使能，以及開啟串口 1 的
NVIC 中斷。這里我們把串口 1 中斷放在組 2，優先級設置為組 2 里面的最低。

對於 NVIC 中斷優先級管理，我們在前面的章節（ 4.5 中斷優先級管理）也有講解，這里不做重復講解了。
這里需要注意一點，因為我們使用到了串口的中斷接收，必須在 usart.h 里面設置EN_USART1_RX 為 1（默認設置就是 1 的） 。該函數才會配置中斷使能，以及開啟串口 1 的NVIC 中斷。這里我們把串口 1 中斷放在組 2，優先級設置為組 2 里面的最低。
接下來，根據之前講解的步驟 7，還要編寫中斷服務函數。串口 1 的中斷服務函數USART1_IRQHandler，在 5.3.3 已經有詳細介紹了，這里我們就不再介紹了，大家可以翻過去看看。從該代碼可以看出，其初始化串口的過程，和我們前面介紹的一致。 先計算得到USART1->BRR 的內容。然后開始初始化串口引腳，接着把 USART1 復位，然之后設置波特率和奇偶校驗等。
這里需要注意一點，因為我們使用到了串口的中斷接收，必須在 usart.h 里面設置EN_USART1_RX 為 1（默認設置就是 1 的） 。該函數才會配置中斷使能，以及開啟串口 1 的NVIC 中斷。這里我們把串口 1 中斷放在組 2，優先級設置為組 2 里面的最低。
串口 1 的中斷服務函數 USART1_IRQHandler， 在（STM32不完全手冊） 5.3.1 已經有詳細介紹了，這里就不再介紹了。