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USART串口和上位机通信怎么实现？

545 USART

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2021-12-6 07:54:47　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答 kpj3026 该类别下有 32 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答举报北冥有熊相关推荐 • 如何通过STM32CubMx配置的USART与上位机通信？ 454 • 如何解决stm32与上位机进行串口通信问题？ 1831 • STM32系统的USART与上位机是如何进行通信的 1581 • 怎么实现上位机labview和单片机连接串口通信？ 1538 • 如何实现USART串口通信？ 349 • USART串口通信该如何去使用呢 458 • 如何利用stm32串口中断通信实现上位机控制开始发送和停止发送？ 1196 • 51单片机串口通信 3100 • stm32通过串口向上位机发送数据的程序该如何去实现呢 1479 • STM32的USART串口通信该怎样去实现呢 524 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 一、认识其本质（一）串口串口是串行接口 (Serial Interface)的简称，它是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。（二）协议所谓协议，就是通信双方约定好的规定，通信双方只有遵守这个规定才能够完成任务。举个栗子就是周幽王烽火戏诸侯，双方约定好以烽火为信号进行通信，但是愚蠢的周幽王为博美人褒姒一笑破坏了这个规定，最后付出的代价是惨重的。可见，通信双方只有遵守协议才能够完成通信。（三）时序时序就是协议的实际化，它实质上是一些列的脉冲信号，通信双方将信息按照预先定好的规定（协议）转换成一系列的脉冲信号，通过总线发送给接收方，接收方再将接收到的数据按照规定进行解析，从而得到发送方发送过来的数据。（四）上位机上位机和下位机其实是一个相对的概念，上位机指的是可以直接发出操控命令的计算机，一般指PC机，能够显示各种信号变化（液压，水位，温度等），能够将信息直接传递给人。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer之类的，下位机需要PC机来对其进行控制。二、所需材料 USB转TTL串口串口助手，密码：07z7 三、USART的介绍 stm32有丰富的通讯外设，USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）、SPI（Serial Peripheral interface）、I2c（Inter-Integrated Circuit）、CAN（Controller Area Network），因为stm32有完整的且强大的固件库，这使得配置串口的难度大大降低了，和用软件IO口模拟通信时序相比，硬件的支持可以大大提高通信的速率、大大降低出错的概率，从而提高了通信的质量和效率。用IO口模拟USART难度较大，它对延时要求比较苛刻，且出错的概率较大，所以一般很少用IO口模拟USART。IO口模拟I2c比较常见，由于I2c的最高通信速度只有3.4M/s，单片机的IO口速度可以完美驾驭。由于SPI多用于一些较高速的通信，例如LCD、OLED、TFT显示器的写入，EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)的写入和读取，用IO口模拟效果不是很理想，所以建议使用硬件自带接口。关于USART，以下是官方的介绍四、USART串口的配置先来看一下stm32的系统结构通过对stm32几个模块的操作，我们可以发现stm32外设配置的一些基本套路：打开相应的时钟->配置相应的引脚功能->声明对应的结构体->利用相应的Init函数进行初始化打开打开USATT1、GPIOA、AFIO的时钟 void usart_config() { /打开USATT1、GPIOA、AFIO的时钟/ RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_USART1 \| RCC_APB2Periph_GPIOA \| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); /配置对应的串口引脚/ usart_release_gpio_init(); /配置串口中断/ usart_para_config(); USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC); //清除发送完成标志位 NVIC_Config(); //初始化NVIO USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1 } 配置相应的IO口，将其设为复用推挽输出和浮空输入 void usart_release_gpio_init() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; /配置PA9为复用推外输出/ GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); /配置PA10为浮空输入/ GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } 配置NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller），即内嵌向量中断控制器，它是用来配置中断抢占优先级和从优先级（响应优先级）的关于抢占优先级和响应优先级区别: 高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的。抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行。如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行； void NVIC_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //NVIC 初始化结构体声明 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //设置串口1 中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级为0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } 配置串口协议 void usart_para_config(void) { USART_InitTypeDef USART_InitStruct; USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200; USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx \| USART_Mode_Rx; USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8 USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; //N USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //1 USART_Init(USART1, &USART_InitStruct); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //使能接收中断 } 五、发送函数（一）单字节发送在main函数中调用USART_SendData(USART1, 0x08);这个函数就能够完成单字节的发送了 #include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "timer.h" #include "usart.h" int main() { SystemInit(); //初始化系统，系统时钟设定为72MHz systick_init(72); //配置systick，中断时间设置为72000/72000000 = 1us usart_config(); while(1) { USART_SendData(USART1, 0x08); delay_ms(100); } } 打开串口助手就能够看到串口发来的数据了（二）数据流发送数据流简单来说就是一串连续的信息序列，一串序列中有若干个字节，每个字节分别对应着通信双方预先约定好的数据含义，例如第一位代表地址、第二位代表数据流向、最后一位代表结束标志、其余位代表数据。数据流的长度可长可短，由通信双方确定，但通信的过程中不能够变化。定义一个协议栈 typedef struct { u8 head; u8 tail; u8 direction; u8 data[4]; }send_stack; send_stack tx_stack; void tx_stack_init() { tx_stack.head = 0xaa; //协议栈头，起始位，1010 1010b tx_stack.direction = 0x09;//数据流方向，0x09表示从单片机发出 memset(tx_stack.data, 0, sizeof(tx_stack.data));//把tx_stack.data[]全部初始化为零 tx_stack.tail = 0xdd; //协议栈尾，结束位，1101 1101b，栈头和栈尾最好能互补 } 将协议栈内的数据依次发出 void usart_senddata() { u8 i; while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); USART_SendData(USART1, tx_stack.head); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); USART_SendData(USART1, tx_stack.direction); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); for(i = 0; i < 4; i++) { USART_SendData(USART1, tx_stack.data); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); } USART_SendData(USART1, tx_stack.tail); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); } 打开串口助手可以看到串口发来的数据流六、接收函数接收函数和发送函数类似，先定义接收协议栈 typedef struct { u8 head; u8 tail; u8 direction; u8 data[4]; u8 lock_flag; u8 data_pt; }receive_stack; receive_stack rx_stack; void rx_stack_init() { rx_stack.head = 0x00; //协议栈头，起始位 rx_stack.direction = 0x00; //数据流方向，0x09表示从单片机发出 memset(rx_stack.data, 0, sizeof(rx_stack.data));//把tx_stack.data[]全部初始化为零 rx_stack.tail = 0x00; //协议栈尾，结束位 rx_stack.data_pt = 0x00; rx_stack.lock_flag = UNLOCK; } 接收数据需要借助中断来完成 void USART1_IRQHandler(void) { u8 receive_data; if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //判断读寄存器是否非空 { receive_data = USART_ReceiveData(USART1); //接收单个字节的串口数据 if(rx_stack.lock_flag == UNLOCK) //如果接收协议栈未锁柱 { if(receive_data == 0xaa) { rx_stack.head = receive_data; } else if(receive_data == 0xf9) { rx_stack.direction = receive_data; } else if(receive_data == 0xdd) { rx_stack.tail = receive_data; if(rx_stack.data_pt >= 4)// && (rx_stack.tail == 0xdd)) { rx_stack.data_pt = 0; rx_stack.lock_flag = LOCK; } } else { rx_stack.data[rx_stack.data_pt] = receive_data; rx_stack.data_pt++; if(rx_stack.data_pt > 4)// && (rx_stack.tail == 0xdd)) { rx_stack.data_pt = 0; rx_stack.lock_flag = LOCK; } } } USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);//清除接受中断标志 } } 将接收到的数据流进行解析，用灯的亮灭将控制命令现实化 void ptr_handle(u8 stack) { u8 stack_pt; stack_pt = stack; if(stack_pt == 0xff) { key0.key_change_bit = CHGE_IN; if((key0.led_on_off % 2) == 1) { } else { key0.led_on_off = key0.led_on_off >=3 ? 0 : key0.led_on_off + 1; } } else { key0.key_change_bit = CHGE_IN; if((key0.led_on_off % 2) == 1) { key0.led_on_off = key0.led_on_off >=3 ? 0 : key0.led_on_off + 1; } else { } } stack_pt ++; if(stack_pt == 0xff) { key1.key_change_bit = CHGE_IN; if((key1.led_on_off % 2) == 1) { } else { key1.led_on_off = key1.led_on_off >=3 ? 0 : key1.led_on_off + 1; } } else { key1.key_change_bit = CHGE_IN; if((key1.led_on_off % 2) == 1) { key1.led_on_off = key1.led_on_off >=3 ? 0 : key1.led_on_off + 1; } else { } } stack_pt ++; if(stack_pt == 0xff) { key2.key_change_bit = CHGE_IN; if((key2.led_on_off % 2) == 1) { } else { key2.led_on_off = key2.led_on_off >=3 ? 0 : key2.led_on_off + 1; } } else { key2.key_change_bit = CHGE_IN; if((key2.led_on_off % 2) == 1) { key2.led_on_off = key2.led_on_off >=3 ? 0 : key2.led_on_off + 1; } else { } } stack_pt ++; if(stack_pt == 0xff) { key3.key_change_bit = CHGE_IN; if((key3.led_on_off % 2) == 1) { } else { key3.led_on_off = key3.led_on_off >=3 ? 0 : key3.led_on_off + 1; } } else { key3.key_change_bit = CHGE_IN; if((key3.led_on_off % 2) == 1) { key3.led_on_off = key3.led_on_off >=3 ? 0 : key3.led_on_off + 1; } else { } } rx_stack.lock_flag = UNLOCK; } 主函数要做的，就是循环判断是否有灯的状态需要改变，每次接收到上位机发来的命令后把当前的状态发送到上位机 #include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "timer.h" #include "gpio_config.h" #include "usart.h" int main() { SystemInit(); //初始化系统，系统时钟设定为72MHz systick_init(72); //配置systick，中断时间设置为72000/72000000 = 1us led_gpio_init(); usart_config(); tx_stack_init(); while(1) { if (key0.key_change_bit == CHGE_IN) { if((key0.led_on_off % 2) == 1) { LED0_ON; //打开LED0 tx_stack.data[0] = 0xff; } else { LED0_OFF; //关闭LED0 tx_stack.data[0] = 0x00; } key0.key_change_bit = NO_CHGE; } if (key1.key_change_bit == CHGE_IN) { if((key1.led_on_off % 2) == 1) { LED1_ON; //打开LED1 tx_stack.data[1] = 0xff; } else { LED1_OFF; //关闭LED1 tx_stack.data[1] = 0x00; } key1.key_change_bit = NO_CHGE; } if (key2.key_change_bit == CHGE_IN) { if((key2.led_on_off % 2) == 1) { LED2_ON; //打开LED2 tx_stack.data[2] = 0xff; } else { LED2_OFF; //关闭LED2 tx_stack.data[2] = 0x00; } key2.key_change_bit = NO_CHGE; } if (key3.key_change_bit == CHGE_IN) { if((key3.led_on_off % 2) == 1) { LED3_ON; //打开LED3 tx_stack.data[3] = 0xff; } else { LED3_OFF; //关闭LED3 tx_stack.data[3] = 0x00; } key3.key_change_bit = NO_CHGE; usart_senddata(); } if(rx_stack.lock_flag == LOCK) { ptr_handle(rx_stack.data); //运行协议解析函数 } } } 七、串口打印，重定向printf函数使用printf函数，需要包含其头文件stdio.h，即标准输入输出头文件，std是standard的缩写，是标准的意思；i是input，输入；o是output，输出；h是head，头，头文件的意思。然后在usart,c中编写字符写入函数，将格式化后的字符串依次写入到发送总线上 int fputc(int ch, FILE *f) { while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET) { } USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch); return ch; } 在主函数中调用printf函数，实现格式化输出 #include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "timer.h" #include "usart.h" int main() { SystemInit(); //初始化系统，系统时钟设定为72MHz systick_init(72); //配置systick，中断时间设置为72000/72000000 = 1us led_gpio_init(); usart_config(); tx_stack_init(); while(1) { printf("Hello World!n%dnn", 12345); delay_ms(100); } } 再来一个代码链接回到顶部

2021-12-6 14:35:42 评论举报徐梦灵