STM32 之USART(串口)

 

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

 

1. 波特率控制：

    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。