嵌入式开发学习之STM32F407串口（USART）收发数据（三）

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此次实现目的：
1.芯片上电启动时发送“Hello Word！”
2.发送给芯片的数据，芯片又通过串口发送回来
有工程实例，链接在最底部。

开发涉及工具

开发环境（IDE）：IAR-ARM8.32.4
开发板：STM32_F4VE_V2.0
下载器：J-Link
串口调试软件：XCOM_V2.6
固件库版本：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0

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一、选定所使用的串口

1.我使用的开发板是STM32F407VE芯片，芯片提供有6个串口。在开发板上可以看到其单独引出了串口针脚，那么我们就需要通过原理图来确认这个针脚是连接的哪一个串口，如下图所示，从原理图中我们不难看出，收发引脚是接在芯片的PA9和PA10上面的。

2.我们翻看芯片数据手册的引脚定义表，可以发现PA9对应芯片USART1_TX，PA10对应USART1_RX。现在我们就可以开始配置串口1来达到数据收发的效果。

3.注意：若我们是自己设计电路，则步骤相反。先确认要使用的串口编号，然后确认串口对应的引脚，最后才将其引出针脚

二、配置串口

我们依旧可以在固件库里面去找到关于配置USART的例程，在前面配置GPIO的时候我有提到过，这里不再赘述，直接上配置代码

1.配置串口的I/O

这里值得注意的就是要将端口设置成复用模式，其他配置相同；

void USART1_IO_Conf(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
  
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);	
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//IO口用作串口引脚要配置复用模式
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
  
  GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_9;//TX引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;//IO口用作串口引脚要配置复用模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
  
  GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_10;//RX引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}

2.配置串口参数属性

这里值得注意的还有里面调用了一个配置串口中断的函数USART1_NVICConf()（解释一下什么是中断，中断就是有一个事件发生了，我需要打断CPU现在的工作，转而来处理现在发生的事件），用在这里结合此句USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);的意思是配置的数据接收中断，比如说别的设备给我发送了字符，那么CPU你现在啥都别忙干，先来看看这个字符是什么。

void USART1_Conf(uint32_t baud)//配置函数，定义一个形参用于配置波特率
{
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义配置串口的结构体变量
  
  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//开启串口1的时钟
  
  USART_DeInit(USART1);//大概意思是解除此串口的其他配置
  
  USART_StructInit(&USART_InitStructure);
  USART_InitStructure.USART_BaudRate              = baud;//设置波特率
  USART_InitStructure.USART_WordLength            = USART_WordLength_8b;//字节长度为8bit
  USART_InitStructure.USART_StopBits              = USART_StopBits_1;//1个停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity                = USART_Parity_No ;//没有校验位
  USART_InitStructure.USART_Mode                  = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//将串口配置为收发模式
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl   = USART_HardwareFlowControl_None; //不提供流控 
  USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//将相关参数初始化给串口1
  
  USART1_NVICConf();//配置串口的中断
  
  USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);//初始配置时清除接受置位

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//初始配置接收中断
  
  USART_Cmd(USART1,ENABLE);//开启串口1
}

3.配置串口中断

那要如何配置串口的中断呢，其方法如下

void USART1_NVICConf(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断控制结构体变量定义
  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = USART1_IRQn;//中断通道指定为USART1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
}

4.串口中断在哪里处理

那么问题来了，我产生了事件，我CPU要在哪里来查看呢，这就需要中断服务函数来实现，中断服务函数不能随意命名（但对其原来的名字进行重定义也可以），中断服务函数的名称我们在中断向量表中查找，我使用的此版固件在stm32f40_41xx.s大概120行的中断向量表里面找，然后如下编写

void USART1_IRQHandler(void)
{
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断是不是真的有中断发生
  {
    USART_SendData(USART1,USART_ReceiveData(USART1));//又将数据发回去
    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //已经处理就清楚标志位 
  }  
}

5.串口如何发送字符串

我们写一个通过串口发送字符串的函数，可如下编写：

void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen)
{
  uint32_t i;
  
  for(i = 0;i < dataLen;i ++)
  {
    USART_SendData(USARTx,data[i]);//发送数据
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成
  }
}

三、封装串口配置库文件

由于我们配置串口和使用串口的功能函数比较多，放在一个源文件里面比较杂乱，那么我们可以直接将关于使用串口的文件封装成库文件，通过导入头文件就可使用，方法如下

1.创建头文件（.h）文件

在IAR新建一个空白文件，保存为usart.h（如何新建文件和保存文件，我在《嵌入式开发学习之STM32F407芯片IAR环境搭建空白工程（一）》有提到，不做赘述），然后语法格式如下，

#ifndef _USART_H//.h文件三要素之一
#define _USART_H//.h文件三要素之一

#include "stm32f4xx.h"//依据自身工程情况导入头文件

//外部可调用函数的声明
void USART1_IO_Conf(void);
void USART1_Conf(uint32_t baud);
void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen);

#endif//.h文件三要素之一

2.创建源文件（.c）文件

在IAR新建一个空白文件，保存为usart.h，然后语法格式如下，

#include "usart.h"


void USART1_IO_Conf(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
  
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);	
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//IO口用作串口引脚要配置复用模式
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
  
  GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_9;//TX引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;//IO口用作串口引脚要配置复用模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
  
  GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_10;//RX引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}

void USART1_NVICConf(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断控制结构体变量定义
  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = USART1_IRQn;//中断通道指定为USART1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
}

void USART1_Conf(uint32_t baud)//配置函数，定义一个形参用于配置波特率
{
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义配置串口的结构体变量
  
  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//开启串口1的时钟
  
  USART_DeInit(USART1);//大概意思是解除此串口的其他配置
  
  USART_StructInit(&USART_InitStructure);
  USART_InitStructure.USART_BaudRate              = baud;//设置波特率
  USART_InitStructure.USART_WordLength            = USART_WordLength_8b;//字节长度为8bit
  USART_InitStructure.USART_StopBits              = USART_StopBits_1;//1个停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity                = USART_Parity_No ;//没有校验位
  USART_InitStructure.USART_Mode                  = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//将串口配置为收发模式
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl   = USART_HardwareFlowControl_None; //不提供流控 
  USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//将相关参数初始化给串口1
  
  USART1_NVICConf();//配置串口的中断
  
  USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);//初始配置时清除接受置位

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//初始配置接受中断
  
  USART_Cmd(USART1,ENABLE);//开启串口1
}


/******** 串口1 中断服务函数 ***********/
void USART1_IRQHandler(void)
{
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断是不是真的有中断发生
  {
    USART_SendData(USART1,USART_ReceiveData(USART1));//又将数据发回去
    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //已经处理就清楚标志位 
  }  
}

void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen)
{
  uint32_t i;
  
  for(i = 0;i < dataLen;i ++)
  {
    USART_SendData(USARTx,data[i]);//发送数据
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成
  }
}

四、功能实现

功能实现时我们在主函数中调用配置函数即可，编写如下

#include "stm32f4xx.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"

void main()
{
  
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//使用了中断，则这一句必须要有
  
  USART1_IO_Conf();//配置串口的IO
  
  USART1_Conf(115200);//串口配置成波特率115200
  
  Usart_SendString(USART1,"Hello Word!\r\n",13);//发送字符串
  
  while(1)
  {
    
  }
}

实验结果：

工程实例链接：https://download.csdn.net/download/qq_45100839/88425993