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一、STM32的USART介绍
通用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个串行通信设备,可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能,只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出,我们平时用的串口通信基本都是 UART。 USART 满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求,并且使用了小数波特率发生器,可以提供多种波特率,使得它的应用更加广泛。USART 支持同步单向通信和半双工单线通信;还支持局域互连网络 LIN、智能卡(SmartCard)协议与 lrDA(红外线数据协会) SIR ENDEC 规范。 USART 在 STM32 应用最多莫过于“打印”程序信息,一般在硬件设计时都会预留一个USART通信接口连接电脑,用于在调试程序是可以把一些调试信息“打印”在电脑端的串口调试助手工具上,从而了解程序运行是否正确、如果出错哪具体哪里出错等等。 二、USART串口通信实践 1、任务要求 (1)设置波特率为115200,1位停止位,无校验位。 (2)STM32系统给上位机(win10)连续发送“hello windows!”,上位机接收程序可以使用“串口调试助手“,也可自己编程。 (3)当上位机给stm32发送“Stop,stm32”后,stm32停止发送。 2、所用器材 ① STM32最小核心板(STM32F103C8T6) ②USB转TTL(ch340芯片) ③ IDE:KEIL5 MDK ④ 实验所用串口:USART1 3、主要代码 主函数main.c #include “delay.h” #include “usart.h” #include “string.h” u8 Res[50]; int main(void) { u8 flag=1; u8 len; u8 i; u16 times=0; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2 uart_init(115200); //串口初始化为115200 while(1) { if(USART_RX_STA&0x8000) { // 获取接收到的数据长度 len = USART_RX_STA&0x3FFF; printf(“你发送的消息为: rn”); for(i=0; i《len;i++) { USART1-》DR=Res[i]; while((USART1-》SR&0X40)==0); } printf(“rnrn”); //判断是否接收到Stop,stm32 if(Res[i-1] == ‘2’) { if(Res[i-2] == ‘3’&&Res[i-3] == ‘m’&&Res[i-4] == ‘t’&&Res[i-5] == ‘s’&&Res[i-6] == ‘,’) if(Res[i-7] == ‘p’&&Res[i-8] == ‘o’&&Res[i-9] == ‘t’&&Res[i-10] == ‘S’) { flag=0; printf(“rnrn停止发送rnrn”); } } //判断是否接收到Start if (Res[i-1] == ‘t’) { if(Res[i-2] == ‘r’&&Res[i-3] == ‘a’&&Res[i-4] == ‘t’&&Res[i-5] == ‘S’) { flag=1; printf(“rnrn开始发送rnrn”); } } USART_RX_STA=0; } times++; if(times%100==0&&flag==1) printf(“hello windows!rn”); delay_ms(10); } } 中断函数USART1_IRQHandler void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序 { u8 temp; if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾) { temp=USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据 if((USART_RX_STA & 0x8000)==0) { //接收到了0x0d if(USART_RX_STA & 0x4000) { // 接收错误,重新开始 if(temp != 0x0a) USART_RX_STA=0; // 接收完成 else USART_RX_STA |= 0x8000; } // 还未接收到0x0d else { if(temp == 0x0d) USART_RX_STA |= 0x4000; else { Res[USART_RX_STA & 0x3FFF]=temp; USART_RX_STA++; //接收数据错误,重新开始接收 if(USART_RX_STA 》 49) USART_RX_STA=0; } } } 串口初始化函数 u16 USART_RX_STA=0; void uart_init(u32 bound) { //GPIO端口设置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1,GPIOA时钟 USART_DeInit(USART1); //复位串口 1 //USART1_TX GPIOA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9 //USART1_RX GPIOA.10初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10 //Usart1 NVIC 配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器 //USART 初始化设置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1 } 4、代码解析 总体流程 中断函数 当接收中断发生时,我定义了一个用来存储接收数据的缓存数组,用来在主函数中判断是否接收到Stop,stm32或者Start,还定义了一个变量用来标记接收状态,判断接收是否完成,其中0~13位用来记录接收到的有效数据的个数,14位用来判断是否接收到回车,有则置为1,15位用来判断是否接收到换行,有则置为1,标志着接收完成。 主函数 先对串口、GPIO口、延时函数以及中断设置进行初始化,我还设置了一个标记变量,用来决定是否发送hello windows。函数开始时发送hello windows,然后等待中断。当上位机有数据发送到单片机时,执行中断函数,开始缓存数据,当接收完毕,接收完成标志位置为1,输出发送的数据,然后对发送的数据进行判断,若为“Stop,stm32“,则将标记变量设为0,停止发送,若为”Start“,则将标记变量设为1,继续发送,其他字符将保持原来状态不变。 三、效果展示 连接如图所示,分别连接PA9,PA10以及3.3V和GND引脚,且BOOT0置为1,BOOT1置为0。 USB转TTL连接图,其中RX连接到PA9引脚,TX连接到PA10引脚 ,这是因为PA9引脚的复用模式是发送数据TX,而PA10是接收数据RX。一发一收才能建立起通信。 将程序烧录进STM32 打开串口调试助手设置好相关参数 注意安装好ch340的驱动,并且确保连线正确,不然识别不出端口号 代码效果 四、总结 这次实验让我了解了串口通信的相关内容,同时也搞清楚了中断函数的使用,这次实验大部分时间还是在调试代码上,主要是因为对相关的库函数不够了解。 |
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