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嵌入式软件--stm32 DAY 5 USART串口通讯(上)

news 2025/5/3 20:44:07

前边我们学的都是通用的功能，例如GPIO、中断，现在我们要学习的是某一个特定的功能。典型的就是通讯功能。其中，最简单的通讯协议就是串口了。

一、串口_通讯基础知识

1.1 串行与并行

按数据传送的方式分类的。

串行通信一位一位传输，并行则是8位（16、32位）同行。（按位传输）

频率越高，电流产生电磁场，干扰越大。

早期用的硬盘ATA,后来有了SATA硬盘（S是串行的意思）

传输接口基本上都是串行。

1.2 单工、半双工、全双工

单工传输：数据单向传输，只能A-->B

半双工传输：数据双向传输，但同一时刻只能传一个方向，不可同时。如对讲机！

全双工传输：至少2条线，同时双向传输。

1.3 同步和异步

同步和异步区别：有无时钟！

同步至少两根线：一个传输时钟信号，一个传输数据信号

异步只有一根线，单工或半双工

二、串口通讯：

两根线实现全双工

串口通讯协议：

波特率：

奇偶校验位：

奇校验：所有1加起来是一个奇数

偶校验：所有1加起来是一个偶数

空闲位：

分数波特率的产生

小数部分：DIV_Fraction

整数部分：DIV_Mantissa

状态寄存器SR

IDEA：0没有检测到空闲，1检测到空闲总线

TXE:

TC:

RXNE:

控制寄存器1USART_CR1

控制寄存器2USART_CR2

三、USART外设

同步异步收发器，串行通信设备，全双工数据交换。

UART与USART相比去掉了同步通讯功能

USART1通讯速率最高，可以达到4.5Mbps。2，3，4，5最高只有USART1的一半。

我们在stm32中，调试口用USART1.

以前台式电脑，就是以上的Bj9接口.

UART是异步收发器。UART，有时指设备，有时指协议。

RS485两根线，作差分传输，半双工。

四、波特率设置

分数波特率的产生

接收器和发送器的波特率在USARTDIV的整数和小数寄存器中的值应设置成相同。

fck=72MHZ

如果DIV_Mantissa=27，整数是27，DIV_Fraction=12（USART_BRR=0x1BC），小数是12.

例二是我们要常用的，可以配波特率。

五、串口所用寄存器

TDR

RDR

检测到空闲帧，IDLE置1.

六、寄存器实现

目前很多电脑没有串口接口，为了使用串口，我们自制的下载器STLink2.1拥有USB转串口的功能。

所用引脚：

上位机，串口调试工具：

文末给大家分享的资料包里有。我们能通过串口工具向stm32发信息。当然stm32要想收到，必须有相应的接收程序。

2.1 创建工程

创建新的外设代码文件USART

有了新的文件，KEIL里面必须配置上。

之后便是通过VSCODE打开。

2.2 代码编写

将usart.c和usart.h，预处理编码做好。声明需要编写的函数。

我们用的usart1在APB2系统总线上。

我们也要开启GPIO的时钟，因为有输入输出。

usart.h

#ifndef __USART_H
#define __USART_H#include "stm32f10x.h"
//初始化
void USART_Init(void);//发送一个字符
void USART_SendChar(uint8_t ch);//接收一个字符
uint8_t USART_ReceiveChar(void);#endif

usart.c

#include "usart.h"//初始化
void USART_Init(void)
{//开启时钟RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;//GPIO工作模式// PA9:TX 复用推挽输出，CNF=10,MODE=11GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9;GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF9_1;GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF9_0;// PA10:RX 浮空输入，CNF=01,MODE=00GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_MODE10;GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF10_1;GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF10_0;//串口模块设置//设置波特率 115200USART1->BRR = 0x271;//使能串口和收发模块USART1->CR1 |= USART_CR1_UE;USART1->CR1 |= (USART_CR1_TE|USART_CR1_RE);//配置数据帧格式USART1->CR1 &=~ USART_CR1_M;   //长度为8位的数据，没有校验位USART1->CR1 &=~ USART_CR1_PCE;  //无校验，不使用校验位USART1->CR2 &=~ USART_CR2_STOP;  //1位停止位}//发送一个字符
void USART_SendChar(uint8_t ch)
{//判断TDR是否为空，必须等待TDR为空才能写入数据，也就是继续发送while((USART1->SR & USART_SR_TXE)==0){}//将要发送的数据写入TDRUSART1->DR = ch;
}//接收一个字符
uint8_t USART_ReceiveChar(void)
{//判断RDR是否非空。必须有数据才能读取数据while((USART1->SR & USART_SR_RXNE)==0){}//读取接收到的数据，返回return USART1->DR;
}

main.c

#include "usart.h"
#include "delay.h"int main(void)
{//1.初始化USART_Init();//发送单个字符USART_SendChar('A');USART_SendChar('B');USART_SendChar('C');USART_SendChar('\n');while(1){//不停发送字符USART_SendChar('D');USART_SendChar('\n');//延时Delay_ms(500);}}