嵌入式(3串口编程)

USARTx串口和管脚

串口比较

MCS51单片机	C8051F41X系列单片机	C8051F02X系列单片机	ARM9 S3C2410	STM32F103Cx单片机
有1个UART(通用异步接收和发送器)	有1个通用异步串行发送接收端口UART0	有2个通用异步串行发送接收端口UART0，UART1	有3个UART(通用异步接收和发送器)	有3个USART(通用同步/异步接收和发送器)

串行通信的分类

• 同步串行通信：以数据块为单位进行传送
• 异步串行通信：以字符为单位进行传送

串行通信的制式

串行通信的制式分三种：①单工（simplex）②半双工（half duplex）③全双工（full duplex）。若只有一根线用于数据通信，那只能是半双工；必须有二根线用于数据通信，才能实现全双工。

STM32F103Cx拥有的3个USART，它们都可以“全双工”通信

STM32单片机的USART串口：采用分数波特率发生器，串行发送、接收数据的最高速率=72M/16=4.5Mb/s。USART1接口通信速率可达4.5兆位/秒，其他接口的通信速率可达2.25兆位/秒。

波特率：是一个衡量通信速度的参数。如果数据不压缩，它表示每秒钟传送的位数，单位是bps。（在信息传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，每秒钟通过信道传输的码元数 称为 码元传输速率，简称波特率。其单位是波特）

PC机串口和单片机串口相连接

电平转换芯片：MAX232和MAX3232

	MAX232	MAX3232
供电	5V	5V或3.3V
功耗	功耗较大，供电电压5V时，耗电5mA	功耗较小，供电电压5V或3.3V时，耗电 0.3mA
外接电容	4个1uF电容	4个0.1uF电容

• PC机 与 STM32单片机 的连接
  • 连线：要完成串口发送、接收，只需要TXD、RXD、GND三根线
  • 连接方法：两者的TXD和RXD交叉相连
  • 交叉方法：①通过串口（连接）线交叉，②在电路板上交叉（这时的串口（连接）线用直通线）

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USARTx串口配置

USARTx串口定义

每个USART口共有7个设置寄存器

寄存器	描述	偏移地址	复位值
USART_SR	一个状态寄存器	0x00	0x00C0
USART_DR	一个数据寄存器，它是由两个寄存器组成的，一个给发送用(发送寄存器 TDR)，一个给接收用(接收寄存器 RDR)	0x04	不确定
USART_BRR	一个波特率寄存器	0x08	0x0000
USART_CR1	一个控制寄存器1	0x0C	0x0000
USART_CR2	一个控制寄存器2	0x10	0x0000
USART_CR3	一个控制寄存器3	0x14	0x0000
USART_GTPR	一个保护时间和预分频寄存器	0x18	0x0000

USART_InitTypeDef

/*
USART_InitTypeDef   
结构体定义了串口参数，用于串口参数设置
在文件“stm32f10x_usart.h”中定义
*/
/* USART Init Structure definition */
typedef struct
{
  u32 USART_BaudRate;  // 用于设置USART传输的波特率
  u16 USART_WordLength;  // 用于设置一个帧中，传输或接收到的数据位数目
  u16 USART_StopBits;  // 用于设置所发送的数据的停止位数目
  u16 USART_Parity;  // 用于设置奇偶校验模式
  u16 USART_Mode;  // 用于使能或者失能串口发送和接收模式
  u16 USART_HardwareFlowControl;  // 用于使能或失能硬件流控制模式
} USART_InitTypeDef;

参数设置选择

USART_BaudRate

USART_WordLength

USART_WordLength	描述
USART_WordLength_8b	8位数据（默认）
USART_WordLength_9b	9位数据

USART_StopBits

USART_StopBits	描述
USART_StopBits_1	在帧结尾传输1个停止位（默认）
USART_StopBits_0.5	在帧结尾传输0.5个停止位
USART_StopBits_2	在帧结尾传输2个停止位
USART_StopBits_1.5	在帧结尾传输1.5个停止位

USART_Parity

USART_Parity	描述
USART_Parity_No	奇偶失能（默认）
USART_Parity_Even	偶模式
USART_Parity_Odd	奇模式

奇偶校验一旦使能，在发送数据的MSB位插入经计算的奇偶位（字长是9位时的第9位，字长是8位时的第8位）。

USART_HardwareFlowControl

USART_HardwareFlowControl	描述
USART_HardwareFlowControl_None	硬件流控制失能（默认）
USART_HardwareFlowControl_RTS	发送请求RTS使能
USART_HardwareFlowControl_CTS	清除发送CTS使能
USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS	RTS和CTS使能

USART_Mode

USART_Mode	描述
USART_Mode_Tx	发送使能
USART_Mode_Rx	接收使能

USART_Init函数

USART_Init：根据USART_InitTypeDef中指定的参数，初始化外设USARTx串口

// 例如：初始化USART1串口
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_Cmd

USART_Cmd：使能USARTx外设 (或 失能USARTx外设)，使能后，让外部管脚通过多路交叉开关与对应的USARTx相连。

USART_Cmd(USARTx, [ENABLE, DISABLE]);  // ENABLE使能  DISABLE失能

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发送和接收数据

// 以发送一串字符为例，时钟使能和初始化自行设置
int main()
{
    u16 i;
    u8 a[] = "abcdef";
    for(i=0; a[i]!='\0'; i++)
    {
        USART_SendData(USARTx,a[i]); // 发送数据
        while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET); // 等待发送完成
    }
}

// 接收程序如下，以下程序只接收一个字节
int main()
{
    u8 i;
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_RXNE)==RESET); // 等待有数据发送来
    i = USART_ReceiveData(USARTx); // 数据发送来了保存在变量i中
}

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脑图

有需要的自取

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串口编程这一块还是比较简单的，如果有记录不完整或则错误的地方，欢迎反馈，我会积极汲取大家的宝贵建议。现在STM32编程的整体框架结构我心里已经有一条比较清晰的轮廓了，多编程，多实践就好了，大家一起加油↖（＾ω＾）↗