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14.1 USART定义 USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用同步/异步收发器）串行通信是单片机最常用的一种通信技术，通常用于单片机和电脑之间以及单片机和单片机之间的通信。 14.2 USART串行通信协议 14.2.1 波特率和数据格式 USART通信中的同步通信功能很少用到，大多情况下只采用异步通信，只能实现异步通信功能的接口就称之为 UART。UART 通信通常以字节为单位组成数据帧，由通信收发双方根据预先约定的波特率（传输速率）进行通信。 波特率表示每秒发送二进制数据位的速率，单位是 bps，即 位/秒，波特率越高，传输速度越快，常用的 UART 通信波特率有2400，4800，9600，115200 等等。在进行串行通信之前，通信双方需要设置波特率保持一致，否则不能正常通信。 单片机标准串口进行通信时，没有数据传输时通信线路保持高电平状态。当要发送数据时，先发送一位0，用以表示开始发送，叫做起始位。然后再按照低位在前，高位在后的顺序发送8位数据。当8位数据发送完毕时，再发送一位1表示停止位。 对于接收端而言，开始时传输线路一直保持高电平，一旦检测到低电平，便准备开始接收数据。当接收完8位数据时，便检测停止位，检测完毕后，表示一帧数据发送完毕，开始准备接受下一帧数据。为了确保数据准确性，通常会在数据位之后设置校验位。 串行通信的数据帧的格式由起始位、数据位、奇偶校验位（可选）和停止位等部分组成，如图： 14.2.2 TTL通信接口和RS232通信接口 电脑和单片机之间进行串口通信，通常使用USB转UART芯片，将USB通信协议转成UART协议和单片机通信。 14.3 USART配置步骤 1.时钟使能 2.设置中断分组 3.串口复位 4.GPIO初始化（TX，RX引脚） 5.设置中断分组 6.串口初始化 7.开启中断 8.使能串口 1. 新建两个文件，usart.c 和 usart.h 2. 在头文件 usart.h 添加下面代码： #ifndef _USART_H #define _USART_H #include "stdio.h" #include "stm32f10x.h" #define USART_REC_LEN 200 //定义最大接收字节数 200 #define EN_USART1_RX 1 //使能（1）/禁止（0）串口1接收 extern u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符 extern u16 USART_RX_STA; //接收状态标记 void usart_init(u32 bound); #endif 3. 把 usart.c 添加到工程中 4 4. 在 usart.c 中添加以下代码： #include "usart.h" #pragma import(__use_no_semihosting) //标准库需要的支持函数 struct __FILE { int handle; }; FILE __stdout; //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 void _sys_exit(int x) { x = x; } //重定义fputc函数 int fputc(int ch, FILE *f) { while((USART1->SR & 0X40) == 0); //循环发送,直到发送完毕 USART1->DR = (u8)ch; return ch; } #if EN_USART1_RX //如果使能了接收 //串口1中断服务程序 //注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误 u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节. //接收状态 //bit15， 接收完成标志 //bit14， 接收到0x0d //bit13~0， 接收到的有效字节数目 u16 USART_RX_STA = 0; //接收状态标记 void usart_init(u32 bound){ //GPIO端口设置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //使能USART1，GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置中断优先级分组 //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; //PA.10 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NVIC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 } void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序 { u8 Res; //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾) if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET) { Res = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据 if((USART_RX_STA & 0x8000) == 0) //接收未完成 { if(USART_RX_STA & 0x4000) //接收到了0x0d { if(Res != 0x0a) USART_RX_STA = 0; //接收错误,重新开始 else USART_RX_STA |= 0x8000; //接收完成了 } else //还没收到0X0D { if(Res == 0x0d) USART_RX_STA |= 0x4000; else { USART_RX_BUF[USART_RX_STA & 0X3FFF] = Res; USART_RX_STA++; if(USART_RX_STA > (USART_REC_LEN - 1))USART_RX_STA = 0; //接收数据错误,重新开始接收 } } } /*---- User Code Begin ----*/ /*---- User Code End ----*/ } } #endif 5. 实现USART串口通信（以printf函数为例） #include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "tim.h" #include "key.h" #include "pwm.h" #include "usart.h" int main(void) { delay_init(); usart_init(115200); printf("USART Init Complete.rn"); while(1) { printf("Hello World !rn"); delay_ms(500); } } 测试结果： |
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