[问答]

如何对STM32的USART波特率进行配置呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 串口通讯使用的电平可分为哪几种呢？如何对STM32的USART波特率进行配置呢？ 0
2021-12-8 07:24:35　　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 ggfvxv 该类别下有 33 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 lining870815844 该类别下有 32 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报大彭相关推荐 • 如何去计算STM32串口接收器和发送器的波特率呢 1867 • 怎样去解决STM32F1串口的最高波特率问题呢 2485 • 如何计算STM32下的波特率？ 2425 • 请问stm32串口可配置的波特率有哪些？ 450 • STM32F4的高波特率与低误差的计算方法是什么 3221 • stm32实际波特率与设置波特率不同的原因？如何解决？ 2373 • 如何获取到STM32的波特率？ 685 • 在STM32中如何对CAN波特率进行计算? 251 • Stm32如何设置串口300波特率？ 1140 • 怎样去解决串口修改波特率后与目标波特率不匹配的问题呢 1504 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1、电平标准　　　根据通讯使用的电平标准不同，串口通讯可分为TTL标准和RS-232标准，如下表：　　从图中可以看到，TTL电平标准使用5V表示高电平，使用0V表示低电平。在R232电平标准中，为了增加串口通讯的远距离传输及抗干扰能力，使用的是-15V表示高电平，使用+15V表示低电平。如下图为RS232和TLL电平标准表示同一个信号时的对比。　　在电子电路中，一般使用TTL电平进行通讯，而在PC机中则使用RS232电平进行通讯。所以为了使电子设备可以和PC机进行串口通讯，必须对TTL电平和RS232电平的信号进行互相转换。 2、串口协议　　串口通讯的英文全称为Serial Communication，这是一种在设备间非常常用的串行通讯方式。　　串口通讯的协议，串口通讯的数据包由发送设备通过自身的TXD接口传输到接收设备的RXD接口。在串口通讯的协议中，规定了数据包的内容，该内容由起始位、数据位、校验位以及停止位组成，通讯双方的数据包格式要约定一致才能正常收发数据。格式如下图：　　在数据帧格式中，校验位可以要也可以不要。　　一般在串口通信中，空闲状态下，IO口的电平为高电平。 3、串口波特率　　串口通讯一般使用的是异步通讯，异步通讯是没有时钟信号的，为了保证两个设备能够正常通讯，必须在两个设备间约定好收发的速率，波特率就是设备的收发速率，波特率表示的是单位时间内收发的bit位，即一个bit的收发时长。比如波特率为9600的设备，那么该设备1S的时间内可以收发9600个bit，发送一个bit的时长位1/9600≈104us。 4、数据帧的起始信号和停止信号　　　　串口通讯的一个数据包是从起始信号开始的，直到停止信号结束。数据包的起始信号由一个逻辑0的数据位表示，而数据包的停止信号可由0.5、1、1.5或2个逻辑1的数据位表示。　　有效数据：　　在数据包的起始位之后紧接着的就是要传输的主体数据内容，也称为有效数据，有效数据的长度常被约定位5、6、7或8位。　　数据校验：　　在有效数据之后，有一个可选的数据校验位，由于数据通信相对更容易受到外部干扰导致传输数据出现偏差，可以在传输过程中加上校验位来解决这个问题，校验方法有奇校验、偶校验、0校验、1校验及无校验。　　奇校验要求有效数据和校验位中“1”的个数为奇数，比如一个8位长的有效数据位：01101001，此时总共有4个“1”，为达到奇校验的效果，校验位为“1”，最后传输的数据将是8位的有效数据加上1位的校验位总共9位。　　偶校验与奇校验要求刚好相反，要求有效数据和校验位中“1”的个数为偶数，比如数据帧：11001010，此时有效数据“1”的个数位4，所以偶校验位为“0”。　　0校验是不管有效数据中的内容是什么，校验位总为“0”。　　1校验是不管有效数据中的内容是什么，校验位总为“1”。 5、UART和USART的区别　　UART是指通用异步收发器，UASRT是指通用同步/异步收发器。从名称上可是看出，USART是在UART基础上增加了同步功能，即USART是UART的增强型。　　STM32的USART一般做异步通信，即UART功能。 6、USART功能概述　　使用USART双向通信至少需要三个脚：GND、RX、TX。　　RX：接收数据引脚，通过采样技术来区别数据和噪音，从而恢复数据。　　TX：发送数据引脚，当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的IO端口配置。当发送器被激活，并且不发送数据时，TX引脚处于高电平，也就是说USART的空闲状态的电平时高电平。这里需要注意一点的是，当与设备相连的时候，如果设备断电，这需要将发送器禁止，使TX口输出低电平，否者有可能引起IO口电流倒灌。　　TX脚位在单线和智能卡模式里被同时用于数据的发送和接收。　　USART总线在发送或接收前应处于空闲状态，即高电平。　　一个起始位，起始位为1。　　一个数据字，可以使8位数据或9位数据。发送或接收数据的时候，是先发送或接收低位数据。　　停止位可设置为0.5、1、1.5、2个停止位，发送或接收停止位说明数据帧发送或接收完成。　　使用分数波特率发生器，由12位整数和4位小数组成。　　一个状态寄存器USART_SR 　　数据寄存器USART_DR 　　一个波特率寄存器USART_BRR，12位表示波特率的整数，4位表示波特率的小数。　　一个智能卡模式下的保护时间寄存器USART_GTPR 　　USART的框图如下： 7、STM32的USART波特率配置　　STM32的每个串口都有一个独立的波特率寄存器USART_BRR，该寄存器由USART分频器除法因子USARTDIV的整数部分和小数部分组成。bit4~bit15这12位组成了整数部分DIV_Mantissa，bit0~bit3这4个位组成了分数部分DIV_Fraction。　　波特率的计数公式 = CLK/(16USARTDIV)。　　　CLK是USART的时钟频率，USART2、USART3、USART4、USART5使用的是APB1总线时钟，一般是36MHZ（STM32F103系列）；而USART1则使用的是APB2总线时钟，一般是72MHZ（STM32F103系列）。　　可以根据需要的波特率的值换算出USARTDIV的值。比如设置波特率为9600，则USARTDIV为：　　　　USARTDIV = CLK / (16 9600) 　　如果CLK = 72MHZ，则：　　USARTDIV = 72000000/(169600) = 468.75 　　将小数部分换算为16进制：　　　　DIV_Fraction = 0.7516 = 12 = 0x0C 　　将整数部分转为16进制：　　　　DIV_Mantissa = 468 = 0x1D4 　　所以波特率寄存器USART_BRR的值为0x1D4C。　　设置波特率时的误差如下图：　　注意不要在通信过程中改变波特率寄存器的值。 8、USART中断请求　　USART中断请求表：　　　　USART中断映像图：　　从中断映像图中可以看出，USART的各种中断事件被连接到同一个中断向量，也就是说USART产生的中断都会进入到同一个中断服务函数内。　　各种中断事件：　　发送期间：发送完成、清除发送、发送数据。　　接收期间：空闲总线检测、溢出错误、接收数据寄存器非空、校验错误、LIN断开符号检测、噪音标志（仅在多缓冲器通信）和帧错误（仅在多缓冲器通信）。　　如果设置了对应的使能控制位，这些事件就可以产生各自的中断，可以在中断服务函数内通过判断状态寄存器的位来区分是哪个中断。 9、USART寄存器　　只说明一些用到的位。　　USART_SR状态寄存器：　　Bit7 TXE位：当TDR寄存器中的数据被硬件转移到移位寄存器的时候，TXE被硬件置位。　　Bit6 TC位：当发送完一帧有效数据的时候，TC就会置位。　　Bit5 RXNE位：当USART的RDR移位寄存器中的数据被转移到USART_DR寄存器中时，RXNE位被置1，也就是收到数据的时候RXNE位被置1；如果USART_CR1寄存器中的RXNEIE使能，且USART的中断使能，则产生中断，就是所谓的接收中断。RXNE位可以通过对USART_DR寄存器的读取操作来清除，也可以对USART_SR寄存器的bit5写0来清除。　　USART_DR数据寄存器：　　该寄存器用来发送和接收数据。　　USART_BRR波特比率寄存器：　　该寄存器用来设置USART的波特率。　　USART_CR1控制寄存器：　　Bit13 UE位：这个位用来使能和停止USART模块，这有UE位被置1的时候，USART才能工作。　　Bit12 M位：该位用来定义数据字的长度，当M=0时，数据字的长度为8个bit；当M=1时，数据字的长度为9个bit。　　Bit10 PCE位：该位用来控制是否使用校验，当PCE=0时，禁止校验控制；当PCE=1时，使能校验控制。　　Bit9 PS位：该位用来选择校验方式，当PS=0时，使用偶校验方式；当PS=1时，使用奇校验。　　Bit8 PEIE位：该位用来控制校验错误中断，当PEIE=0时，禁止校验错误产生中断；当PEIE=1时，使能校验错误产生中断。　　Bit7 TXEIE位：这个是发送缓冲区空中断使能位，当TXEIE=0时，禁止发送缓冲区空时产生中断；当TXEIE=1时，使能发送缓冲区空时产生中断。　　Bit6 TCIE位：这个是发送完成中断使能，当TCIE=0时，禁止发送完成产生中断；当TCIE=1时，使能发送完成产生中断。　　Bit5 RXNEIE位：这个是接收缓冲区非空中断使能，当RXNEIE=0时，禁止接收完成时产生中断；当RXNEIE=1时，使能接收完成时产生中断。　　Bit4 IDLEIE位：这个是IDLE总线空闲中断使能位，当IDLEIE=0时，禁止检测到总线空闲时产生中断；当IDLEIE=1时，使能检测到总线空闲时产生中断。　　Bit3 TE位：这个是发送使能位，当TE=0时，禁止USART发送数据；当TE=1时，使能USART发送数据。　　Bit2 RE位：这个是接收使能位，当RE=0时，禁止USART接收数据；当RE=1时，使能USART接收数据。　　这里主要区分发送缓冲区空和发送完成这两个点，发送缓冲器空是指USART_DR寄存器的数值被硬件转移到以为寄存器的时候，也就是说要发送的数值进入移位寄存器的时候，发送缓冲器空这个条件就会成立。而发送完成是指移位寄存器里的数据发送完成。　　当将一个数据写入USART_DR寄存器的时候，硬件将USART_DR寄存器的值送入移位寄存器，送完之后会置位USART_SR寄存器的bit7 TXE位，而当移位寄存器里的数值发送完成之后会置位USART_SR寄存器的bit6 TC位。　　USART_CR2控制寄存器：　　Bit12~Bit13 STOP位：这个是停止位长度的选择位，当STOP=00时，使用1个停止位；当STOP=01时，使用0.5个停止位；当STOP=10时，使用2个停止位；当STOP=11时，使用1.5个停止位；　　需要注意的是UART4和UART5不能使用0.5和1.5个停止位。 10、HAL库操作USART 　　在工程之中添加stm32f1xx_hal_uart.c和stm32f1xx_hal_uart.h文件。　　初始化代码如下： UART_HandleTypeDef UART_Handler; 2 3 uint8_t aRxBuffer; 4 5 void USART_Init(void) 6 { 7 8 UART_Handler.Instance = USART1; 9 UART_Handler.Init.BaudRate = 9600;10 UART_Handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;11 UART_Handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;12 UART_Handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;13 UART_Handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;14 UART_Handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;15 HAL_UART_Init(&UART_Handler);16 17 //HAL_UART_Receive_IT(&UART_Handler,aRxBuffer,2);18 __HAL_UART_ENABLE_IT(&UART_Handler, UART_IT_RXNE);19 20 HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,2,1);21 HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);22 23 } 　　使用HAL_UART_Init()函数初始化USART设备。　　从初始化代码内，可以看到，需要选择初始化的USART、波特率、USART的模式（接收和发送）、停止位长度的选择、数据的长度选择、校验的选择、硬件控制流的选择。还需要设置USART的时钟和脚位，但是HAL_UART_Init()函数内会调用USART的时钟和脚位的初始化回调函数，可以在回调函数内设置脚位和时钟。　　初始化完USART之后，打开USART的接收中断，由于HAL库的接收程序比较复杂，这里直接调用宏__HAL_UART_ENABLE_IT(&UART_Handler, UART_IT_RXNE)来打开USART的接收中断。　　IO和RCC初始化函数如下： 1 void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef husart) 2 { 3 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 4 5 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 6 __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); 7 8 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9; 9 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; 10 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; 11 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; 12 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); 13 14 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10; 15 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; 16 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; 17 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; 18 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); 19 20 } 　　这里注意的是RX脚，既可以设置成浮空输入模式也可以设置成复用输入模式，这两个是一样的。　　中断处理函数如下： void USART1_IRQHandler(void) 2 { 3 //HAL_UART_IRQHandler(&UART_Handler); 4 5 if(__HAL_UART_GET_FLAG(&UART_Handler,UART_FLAG_RXNE)) 6 { 7 aRxBuffer = UART_Handler.Instance->DR; 8 HAL_UART_Transmit(&UART_Handler,&aRxBuffer,1,1000); 9 } 10 } 　　由于HAL库的中断服务处理比较繁琐，这里直接读取USART的中断标志位来处理接收中断。　　收到数据到，通过读取USART_DR寄存器的值来获取接收到的数值，这里将接收到的数据再发送出去。 HAL库中断处理函数说明：　　在HAL库中断处理中，进入中断处理函数之后会调用HAL_UART_IRQHandler()函数，在HAL_UART_IRQHandler()函数内判断是那种类型的中断，然后去执行响应的操作。比如接收到数据后，会在HAL_UART_IRQHandler()函数内调用UART_Receive_IT()函数。　　这里需要注意一个问题，在UART_Receive_IT()函数中，接收完成后会清除掉接收中断的使能位，实际在用HAL库来处理中断的时候，接收中断使能位莫名会被清掉。　　在UART_Receive_IT()函数中会调用接收数据的回调函数HAL_UART_RxCpltCallback()来处理数据。　　使用HAL_UART_Receive_IT(&UART_Handler,aRxBuffer,len)函数来接收数据的时候，如果数据长度不为1，则接收到1个数据的时候，不会进入到HAL_UART_RxCpltCallback()函数中，只有收到实际设置的数据长度时，才会进入HAL_UART_RxCpltCallback()函数。通过进入UART_Receive_IT()函数查看代码的时候，会发现，当接收完实际设置的数据长度时，会清除掉接收中断的使能位，这里需要小心，防止收到一次数据之后，不能再进入接收中断。添加支持printf()函数的代码： 1 //加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB 2 #pragma import(__use_no_semihosting) 3 //标准库需要的支持函数 4 struct __FILE 5 { 6 int handle; 7 8 }; 9 10 FILE __stdout; 11 //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 12 void _sys_exit(int x) 13 { 14 x = x; 15 } 16 //重定义fputc函数 17 int fputc(int ch, FILE f)18 { 19 while(__HAL_UART_GET_FLAG(&UART_Handler,UART_FLAG_TC) == RESET){}; 20 21 UART_Handler.Instance->DR = (uint8_t) ch;22 23 return ch;24 } 　　加上以上代码后就可以使用printf()函数发送UART数据了，比如printf("hello world!")。

2021-12-8 10:48:47 评论举报白边赫