串口USART
配置参数:
波特率,传输字长,停止位,奇偶校验位,硬件流控制
波特率,即每秒传输的二进制位数,用b/s(bps)表示,通过对时钟的控制可以改变波特率。在配置波特率时,我们向波特率控制寄存器USART_BRR写入参数,修改了串口时钟的分频值USARTDIV。USART_BRR寄存器包括两部分,分别是DIV_Mantissa(USARTDIV 的整数部分)和DIV_Fraction(USARTDIV的小数部分),最终计算公式为:
USARTDIV = DIV_Mantissa + (DIV_Fraction/16)
USARTDIV是对串口外设的时钟源进行分频的,对于USART1,由于它挂在在APB2时钟总线上,所以它的时钟源为fPCLK2;而USART2,3挂载在APB1上,时钟源为fPCLK1。串口的时钟源经过USARTDIV分频后分别输出作为发送器时钟和接收器时钟,控制发送和接收的时序。
2. 收发控制
围绕着发送器和接收器控制部分,有很多个寄存器:CR1,CR2,CR3和SR,即USART的三个控制寄存器和一个状态寄存器。通过向寄存器写入各种控制参数来控制发送和接收。如奇偶校验,停止位等,还包括对USART中断的控制;串口的状态在任何时候都可以从状态寄存器中查询得到。
3. 数据存储转移
收发控制器根据我们的寄存器配置,对数据存储转移部分的移位控制器进行控制。当我们需要发送数据时,内核或DMA外设把数据从内存(变量)写入发送数据寄存器TDR后,发送控制器将适时的自动把数据从TDR加载到发送移位寄存器,然后通过串口线Tx,把数据一位一位地发送出去,当数据从TDR转移到移位寄存器时,会产生发送寄存器TDR已空时间TXE,当数据从移位寄存器全部发送出去时,会产生数据发送完成事件TC,这些事件都可以在状态寄存器中查询到。
而接受数据则是一个逆过程,数据从串口Rx一位一位地输入到接收移位寄存器,然后自动地转移到接收数据寄存器RDR,最后用内核指令或DMA读取到内存(变量)中。
4. 使用步骤
4.1 定义引脚和串口相关结构体:
GPIO_InitTyoeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTyoeDef USART_InitStructure;
4.2 开启对应时钟:
//开启GPIOA 和 USART 的时钟
RCC_APB2PeriphcClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
4.3 配置串口引脚:
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//Tx
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//因为这个引脚是复用的,所以采用复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//Rx
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
4.4 配置串口模式:
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//传输字长
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//奇偶校验
USART_InitStructure.USART_HardWareFlowControl = USART_HardWareFlowControl_None;//硬件控制流
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//全双工模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//初始化各个配置
USART_Cmd(USART1, ENABLE);//启动串口
5. 收发使用
5.1 发送:
int usart1_send_data(int len, uint8_t *ch)
{
int send_len = 0;
while (send_len <= len){
USART_SendData(USART1, *(ch + send_len) ); //调用库函数发送数据
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);//调用库函数检查发送寄存器是否是空闲了
send_len ++;
}
return 0;
}
5.2 接收:
int usart1_receive_data(uint8_t *ch)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET );//调用库函数检查是否有数据
*ch = USART_ReceiveData(USART1);//调用库函数,将接收寄存器中的数据给变量ch
return 0;
}
其中USART_SendData(),USART_GetFlagStatus(),USART_ReceiveData()是串口的库函数。