UART编程（寄存器）

1. 串口编程步骤

1.1 看原理图确定引脚

• 有很多串口，使用哪一个？看原理图确定

1.2 配置引脚为UART功能

• 至少用到发送、接收引脚：txd、rxd

• 需要把这些引脚配置为UART功能，并使能UART模块

1.3 设置串口参数

• 有哪些参数？

  • 波特率

  • 数据位

  • 校验位

  • 停止位

• 示例： 比如15200,8n1表示波特率为115200,8个数据为，没有校验位，1个停止位

1.4 根据状态寄存器读写数据

• 肯定有一个数据寄存器，程序把数据写入，即刻通过串口向外发送数据

• 肯定有一个数据寄存器，程序读取这个寄存器，就可以获得先前接收到的数据

• 很多有状态寄存器

  • 判断数据是否发送出去？是否发送成功？

  • 判断是否接收到了数据？

2. STM32F103串口框架

各类芯片的UART框图都是类似的，当设置好UART后，程序读写数据寄存器就可以接收、发送数据了。

 

3. STM32F103串口操作

3.1 看原理图确定引脚

• 100ASM STM32F103的USART1接到一个USB串口芯片，然后就可以通过USB线连接电脑了

• 原理图如下

• 上图中的USART1_RX、USART1_TX，接到了PA9、PA10

3.2 配置引脚为UART功能

3.2.1 使能GPIOA/USART1模块

需要设置GPIOA的寄存器，选择引脚功能：所以要使能GPIOA模块。 GPIOA模块、USART1模块的使能都是在同一个寄存器里实现。

3.2.2 配置引脚功能

从上图可以知道，PA9、PA10有三种功能：GPIO、USART1、TIMER1。

3.3 设置串口参数

3.3.1 设置波特率

波特率算公式：

USARTDIV由整数部分、小数部分组成，计算公式如下： USARTDIV = DIV_Mantissa + (DIV_Fraction / 16) DIV_Mantissa和DIV_Fraction来自USART_BRR寄存器，如下图：

3.3.2 设置数据格式

比如数据位设置为8，无校验位，停止位设置为1。 需要设置2个寄存器。

• USART1_CR1：用来设置数据位、校验位，使能USART

• USART_CR2：用来设置停止位

 

3.4 根据状态寄存器读写数据

• 状态寄存器

• 数据寄存器 写、读这个寄存器，就可：发送、读取串口数据，如下图：

3.5 USART1的寄存器地址

• 基地址

• USART寄存器 用结构体来表示比较方便：

  typedef unsigned int uint32_t;
  typedef struct
  {
    volatile uint32_t SR;    /*!< USART Status register, Address offset: 0x00 */
    volatile uint32_t DR;    /*!< USART Data register,   Address offset: 0x04 */
    volatile uint32_t BRR;   /*!< USART Baud rate register, Address offset: 0x08 */
    volatile uint32_t CR1;   /*!< USART Control register 1, Address offset: 0x0C */
    volatile uint32_t CR2;   /*!< USART Control register 2, Address offset: 0x10 */
    volatile uint32_t CR3;   /*!< USART Control register 3, Address offset: 0x14 */
    volatile uint32_t GTPR;  /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */
  } USART_TypeDef;
  ​
  USART_TypeDef *usart1 = (USART_TypeDef *)0x40013800;

4. 写程序

uart.h

#ifndef _UART_H_
#define _UART_H_

typedef unsigned int uint32_t;
typedef struct
{
  volatile uint32_t SR;    /*!< USART Status register, Address offset: 0x00 */
  volatile uint32_t DR;    /*!< USART Data register,   Address offset: 0x04 */
  volatile uint32_t BRR;   /*!< USART Baud rate register, Address offset: 0x08 */
  volatile uint32_t CR1;   /*!< USART Control register 1, Address offset: 0x0C */
  volatile uint32_t CR2;   /*!< USART Control register 2, Address offset: 0x10 */
  volatile uint32_t CR3;   /*!< USART Control register 3, Address offset: 0x14 */
  volatile uint32_t GTPR;  /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */
} USART_TypeDef;



void uart_init(void);
char getchar(void);
void putchar(char c);

#endif

uart.c

#include "uart.h"
void uart_init(void)
{
    USART_TypeDef *usart1 = (USART_TypeDef *)0x40013800;
    //使能GPIOA/USART1模块
    unsigned int *pRcc = (unsigned int *)(0x40021000 +  0x18);
    *pRcc |= (1<<2);
    pRcc = (unsigned int *)(0x40021000 +  0x18);
    *pRcc |= (1<<14);
    
    //配置引脚功能
    unsigned int *pMode = (unsigned int *)(0x40010800 + 0x04);
    *pMode &= ~((3<<4) | (3<<6));//PA9 -TX
    *pMode |= (1<<4) | (2<<6);
    
    *pMode &= ~((3<<8) | (3<<10));//PA10 -RX
    *pMode |= (0<<8) | (1<<10);
    /*设置波特率
    * 115200 = 8000000/16/USARTDIV
    * USARTDIV = 4.34
    * DIV_Mantissa = 4
    * DIV_Fraction / 16 = 0.34
    * DIV_Fraction = 16 * 0.34 = 5
    * 真实波特率:
    * DIV_Fraction / 16 = 5 / 16 = 0.3125
    * USARTDIV = DIV_Mantissa + DIV_Fraction / 16 = 4.3125
    * baudrate = 8000000/16/4.3125 = 115942
    */
#define DIV_Mantissa 4
#define DIV_Fraction 5
    usart1 -> BRR = (DIV_Mantissa << 4) | (5);
    //设置数据格式
    usart1 -> CR1 = (1 << 13) | (0 << 12) | (0 << 10) | (1 << 3) | (1 << 2);

    usart1 -> CR2 &= ~(0x11 << 12); //1位停止位
    
    //使能USART1
    //在配置CR1时已经使能tx,rx
}

char getchar(void)
{
    USART_TypeDef *usart1 = (USART_TypeDef *)0x40013800;
    while((usart1 -> SR & (1 << 5)) == 0);//出来循环就是有数据
    return usart1 -> DR;
}

void putchar(char c)
{
    USART_TypeDef *usart1 = (USART_TypeDef *)0x40013800;
    while((usart1 -> SR & (1 << 7)) == 0);//出来循环就是发送成功
    usart1 -> DR = c;
    
    
}

main.c

#include "uart.h"
void delay(int time)
{
    while(time --);
	
}
int main()
{
    uart_init();
    char c;
	
	putchar('1');
	putchar('0');
	putchar('0');
	putchar('a');
	putchar('s');
	putchar('k');
	putchar('\n');
	putchar('\r');    


    
    
    while(1)
    {
		c = getchar();
		putchar(c);
		putchar(c+1);

        
    }
    
    

}

 测试结果：