stm32-8串口通信
stm32-8串口通信
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- stm32-8串口通信
- 一 串口通信相关
- 知识点
- 串口工作过程
- 二分析程序
- main函数中调用了USART1的配置函数
- 函数USART1_Config主要完成了以下功能
- 跟踪其中的USART_Cmd函数找到了它函数操作单片机的寄存器实现了对USART1的控制使能失能
- print函数重定向
- 一 串口通信相关
- stm32-8串口通信
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一 串口通信相关
1. 知识点
- stm32串口功能
- 支持同步单向通信和半双工单线通信，也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据组织)SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。它还允许多处理器通信。使用多缓冲器配置的DMA方式，可以实现高速数据通信。
- 设置参数
- 字长
- 波特率
- 奇偶校验位
- 停止位
- 直通线和交叉线
- 实现全双工串口通信，交叉线
- 引出用杜邦线连接
2. 串口工作过程
- 波特率控制
- 波特率：每秒传输的二进制位数
- USART_BRR
- 收发控制
- USART_CR1-3
- USART_SR
- 数据存储转移
- 内核或DMA将数据从内存（变量）写入发送数据寄存器TDR，发送控制器会适时的把数据从发送数据寄存器 TDR加载到发送移位寄存器，然后通过串口线Tx一位位发送
二、分析程序
1. main函数中调用了USART1的配置函数
/* USART1 config 115200 8-N-1 */
USART1_Config();2. 函数USART1_Config()主要完成了以下功能：
- 使能USART1的时钟
- 配置USART1的IO
- 配置USART1的工作模式：115200-8-n-1
以下是跟踪到bsp_usart1.c中的函数定义
/**
* @brief USART1 GPIO
* @param
* @retval
*/
void USART1_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* config USART1 clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* 初始化USART1和GPIOA的时钟，其中使用了PA9和PA10的默认复用USART1功能 */
/* USART1 GPIO config */
/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /*复用推挽输出模式*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; /*浮空输入模式*/
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* USART1 mode config */
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}跟踪到USART_InitTypeDef 结构体类型的定义
/**
* @brief USART Init Structure definition
*/
typedef struct
{
//波特率
uint32_t USART_BaudRate;
/*!< This member configures the USART communication baud rate.
The baud rate is computed计算 using the following formula公式:
- IntegerDivider = ((PCLKx) / (16 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)))整数部分
- FractionalDivider = ((IntegerDivider - ((u32) IntegerDivider)) * 16) + 0.5 */小数部分
//数据位数
uint16_t USART_WordLength;
/*!< Specifies the number of data bits transmitted or received in a frame.
This parameter can be a value of @ref USART_Word_Length */
//停止位数目
uint16_t USART_StopBits;
/*!< Specifies the number of stop bits transmitted.
This parameter can be a value of @ref USART_Stop_Bits */
//奇偶模式
uint16_t USART_Parity;
/*!< Specifies the parity mode.
This parameter can be a value of @ref USART_Parity
@note When parity is enabled, the computed parity is inserted
at the MSB position of the transmitted data (9th bit when
the word length is set to 9 data bits; 8th bit when the
word length is set to 8 data bits). */
//接受或发送
uint16_t USART_Mode;
/*!< Specifies wether the Receive or Transmit mode is enabled or disabled.
This parameter can be a value of @ref USART_Mode */
//时钟使能失能
uint16_t USART_HardwareFlowControl;
/*!< Specifies wether the hardware flow control mode is enabled or disabled.
This parameter can be a value of @ref USART_Hardware_Flow_Control */
} USART_InitTypeDef;翻阅32固件库手册找到了Table707，708便是对以上结构体定义的解释
3. 跟踪其中的USART_Cmd();函数找到了它，函数操作单片机的寄存器实现了对USART1的控制：使能失能
控制寄存器USART_CR1中的UE位，即USART使能位
/**
* @brief Enables or disables the specified USART peripheral.
* @param USARTx: Select the USART or the UART peripheral.
* This parameter can be one of the following values:
* USART1, USART2, USART3, UART4 or UART5.
* @param NewState: new state of the USARTx peripheral.
* This parameter can be: ENABLE or DISABLE.
* @retval None
*/
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
if (NewState != DISABLE)
{
/* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */
USARTx->CR1 |= CR1_UE_Set;
}
else
{
/* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */
USARTx->CR1 &= CR1_UE_Reset;
}
}4.print函数重定向
重定向：指用户可以自己重写C的库函数，当链接器检查到用户编写了与C库函数相同名字的函数时，优先采用用户编写的函数，这样用户就可以实现对库的修改了。
///重定向c库函数printf到USART1
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到USART1 */
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
///重定向c库函数scanf到USART1
int fgetc(FILE *f)
{
/* 等待串口1输入数据 */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}函数USART_SendData发送一个字节数据
/**
* @brief Transmits single data through the USARTx peripheral.
* @param USARTx: Select the USART or the UART peripheral.
* This parameter can be one of the following values:
* USART1, USART2, USART3, UART4 or UART5.
* @param Data: the data to transmit.
* @retval None
*/
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
assert_param(IS_USART_DATA(Data));
/* Transmit Data */
USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);
}函数USART_ReceiveData：返回 USARTx 最近接收到的数据
/**
* @brief Returns the most recent received data by the USARTx peripheral.
* @param USARTx: Select the USART or the UART peripheral.
* This parameter can be one of the following values:
* USART1, USART2, USART3, UART4 or UART5.
* @retval The received data.
*/
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
/* Receive Data */
return (uint16_t)(USARTx->DR & (uint16_t)0x01FF);
}数据寄存器DR低八位包含了发送或接收的数据。
由于它是由两个寄存器组成的，一个给发送用(TDR)，一个给接收用(RDR)，该寄存器兼具读和写的功能。
TDR寄存器提供了内部总线和输出移位寄存器之间的并行接口(参见图236)。
RDR寄存器提供了输入移位寄存器和内部总线之间的并行接口。
当使能校验位(USART_CR1种PCE位被置位)进行发送时，写到MSB的值根据数据的长度不同， MSB是第7位或者第8位)会被后来的校验位该取代。当使能校验位进行接收时，读到的MSB位是接收到的校验位。
函数USART_GetFlagStatus是用来检查指定的 USART 标志位设置与否其中第二个参数是待检查位，函数还有其他可以检查的位，如下
USART_FLAG_CTS CTS 标志位
USART_FLAG_LBD LIN 中断检测标志位
USART_FLAG_TXE 发送数据寄存器空标志位
USART_FLAG_TC 发送完成标志位
USART_FLAG_RXNE 接收数据寄存器非空标志位
USART_FLAG_IDLE 空闲总线标志位
USART_FLAG_ORE 溢出错误标志位
USART_FLAG_NE 噪声错误标志位
USART_FLAG_FE 帧错误标志位
USART_FLAG_PE 奇偶错误标志位
/**
* @brief Checks whether the specified USART flag is set or not.
* @param USARTx: Select the USART or the UART peripheral.
* This parameter can be one of the following values:
* USART1, USART2, USART3, UART4 or UART5.
* @param USART_FLAG: specifies the flag to check.
* This parameter can be one of the following values:
* @arg USART_FLAG_CTS: CTS Change flag (not available for UART4 and UART5)
* @arg USART_FLAG_LBD: LIN Break detection flag
* @arg USART_FLAG_TXE: Transmit data register empty flag
* @arg USART_FLAG_TC: Transmission Complete flag
* @arg USART_FLAG_RXNE: Receive data register not empty flag
* @arg USART_FLAG_IDLE: Idle Line detection flag
* @arg USART_FLAG_ORE: OverRun Error flag
* @arg USART_FLAG_NE: Noise Error flag
* @arg USART_FLAG_FE: Framing Error flag
* @arg USART_FLAG_PE: Parity Error flag
* @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
*/
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)
{
FlagStatus bitstatus = RESET;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
assert_param(IS_USART_FLAG(USART_FLAG));
/* The CTS flag is not available for UART4 and UART5 */
if (USART_FLAG == USART_FLAG_CTS)
{
assert_param(IS_USART_123_PERIPH(USARTx));
}
if ((USARTx->SR & USART_FLAG) != (uint16_t)RESET)
{
bitstatus = SET;
}
else
{
bitstatus = RESET;
}
return bitstatus;
}