STM32F407入门开发: 串口配置

第一章 串口硬件引脚分析

STM32F407 的串口资源非常丰富，功能也很强劲。 STM32F407 最多可提供 6 路串口，有分数波特率发生器、支持同步单线通信和半双工单线通讯、支持 LIN、 支持调制解调器操作、 智能卡协议和 IrDA SIR ENDEC 规范、具有 DMA收发功能等，具体详细信息可以查看官方的数据手册。

第二章 串口复用引脚介绍

串口寄存器介绍在手册第26章

GPIO口复用功能引脚配置

F407串口对应的引脚

配置复用功能的寄存器

串口时钟频率配置分析

第三章 串口1配置示例

Usart.c代码示例：

#include "usart.h"

/*
函数功能：串口1初始化
函数形参：
u32 clock   :时钟频率(默认*1000000HZ)  注意：APB1最大时钟频率为42MHZ  APB2最大时钟频率为84MHZ
u32 baud :波特率
硬件连接：
PA9--->TX
PA10-->RX
*/
void USART1_Init(u32 clock,u32 baud)
{
	/*1. 开时钟*/
	RCC->AHB1ENR|=1<<0;			//使能PORTA时钟
	RCC->APB2ENR|=1<<4;			//使能USART1时钟

	/*2. 复位串口时钟*/
	RCC->APB2RSTR|=1<<4; 		//使能USART1复位时钟
	RCC->APB2RSTR&=~(1<<4); //关闭USART1复位时钟

	/*3. 配置GPIO口模式*/
	GPIOA->MODER&=~(0x3<<9*2); //清除模式
	GPIOA->MODER|=0x2<<9*2;    //配置复用功能模式

	GPIOA->MODER&=~(0x3<<10*2); //清除模式
	GPIOA->MODER|=0x2<<10*2;    //配置复用功能模式

	GPIOA->OTYPER&=~(0x1<<9); 	 //0表示推挽输出

	GPIOA->OSPEEDR&=~(0x3<<9*2); //清除之前配置
	GPIOA->OSPEEDR|=0x2<<9*2;    //50MHZ输出速度

	GPIOA->PUPDR&=~(0x3<<10*2); //清除之前配置
	GPIOA->PUPDR|=0x1<<10*2;    //配置上拉

	GPIOA->AFR[1]&=~(0xF<<4*1); //清除PA9配置
	GPIOA->AFR[1]|=0x7<<4*1;    //配置PA9复用功能模式为串口1

	GPIOA->AFR[1]&=~(0xF<<4*2); //清除PA10配置
	GPIOA->AFR[1]|=0x7<<4*2;    //配置PA10复用功能模式为串口1

	/*4. 配置USART-CR寄存器*/
	USART1->BRR=(clock*1000000)/baud;//配置波特率
	USART1->CR1|=1<<3;  //使能发送
	USART1->CR1|=1<<2;  //使能接收，并开始搜寻RX引脚上的起始位
	USART1->CR1|=1<<13; //USART模块使能。
}


/*
函数功能：串口字符串发送
函数形参：
USART_TypeDef *USARTx :串口的类型 (USART1 USART2 USART3)
u8 *str:将要发送的字符串
*/
void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str)
{
	while(*str!='�')
	{
	USARTx->DR=*str;
	while(!(USARTx->SR&1<<7)){} //等待发送完成
	str++;
	}
}

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Usart.h代码示例

#ifndef USART_H
#define USART_H
#include "stm32f4xx.h"
void USART1_Init(u32 clock,u32 baud);
void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str);
#endif

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Main.c代码示例

#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int main(void)
{
	u8 key,i,c;
	LED_Init();
	KEY_Init();
	USART1_Init(84,115200);
	while(1)
	{
		 key=ScanKeyVal(0);
		 if(key)
		 {
			i=!i;
			LED0(i);
			LED1(i);
			USARTxSendString(USART1,"嵌入式开发!rn");
		 }
		 
		 if(USART1->SR&1<<5) //接收到数据
		 {
			 c=USART1->DR;
			 USART1->DR=c; 	//将接收到的数据原路返回
		 }
	}
}

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第四章 串口标准输入输出重定向

Usart.c文件增加代码：

/*
函数功能:重写printf底层函数接口
*/
int fputc(int c,FILE *stream)
{
	  USART1->DR=c; //发送一个字符
	  while(!(USART1->SR&1<<7)){}
		return c;
}

/*
函数功能：重新scanf底层函数接口
*/
int fgetc(FILE *stream) 
{
	  while(!(USART1->SR&1<<5)){}
    return USART1->DR;
}

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Main.c代码示例

#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
int main(void)
{
	u8 i;
	u8 buff[100];
	LED_Init();
	KEY_Init();
	USART1_Init(84,115200);
	while(1)
	{
		i=!i;
		LED0(i);
		LED1(i);
		printf(" STM32F407串口测试!rn");
		printf("请输入数据按回车键结束: (串口软件需要勾选发送新行)rn");
		scanf("%s",buff);
		printf("你输入的数据为:%srnrnrn",buff);
	}
}

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第五章 配置串口中断接收

第一步需要先编写设置中断优先级的函数：

sys.c代码示例

#include "sys.h"
/*
函数功能：设置NVIC中断控制器优先级
函数形参：
	IRQn_Type IRQn：中断线
	uint32_t PreemptPriority:抢占优先级
	uint32_t SubPriority:次优先级
*/
void SetNVICPriorityGrouping(IRQn_Type IRQn,uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority)
{
	uint32_t Priority;
	NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_2); //设置优先级分组，每个工程只能设置一次
	Priority=NVIC_EncodePriority(NVIC_PriorityGroup_2,PreemptPriority,SubPriority); //编码优先级
	NVIC_SetPriority(IRQn,Priority); //设置优先级
	NVIC_EnableIRQ(IRQn);
}
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Sys.h文件代码示例：

#ifndef _SYS_H
#define _SYS_H
#include "stm32f4xx.h"
/*中断控制器分组*/
#define NVIC_PriorityGroup_0         ((uint32_t)0x700) /*!< 0 bits for pre-emption priority
                                                            4 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_1         ((uint32_t)0x600) /*!< 1 bits for pre-emption priority
                                                            3 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_2         ((uint32_t)0x500) /*!< 2 bits for pre-emption priority
                                                            2 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_3         ((uint32_t)0x400) /*!< 3 bits for pre-emption priority
                                                            1 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_4         ((uint32_t)0x300) /*!< 4 bits for pre-emption priority
                                                            0 bits for subpriority */
void SetNVICPriorityGrouping(IRQn_Type IRQn,uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
#endif

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Usart.c文件示例

#include "usart.h"

/*
函数功能：串口1初始化
函数形参：
 u32 clock   :时钟频率(默认*1000000HZ)  注意：APB1最大时钟频率为42MHZ  APB2最大时钟频率为84MHZ
 u32 baud :波特率
硬件连接：
PA9--->TX
PA10-->RX
*/
void USART1_Init(u32 clock,u32 baud)
{
	/*1. 开时钟*/
	RCC->AHB1ENR|=1<<0;			//使能PORTA时钟
	RCC->APB2ENR|=1<<4;			//使能USART1时钟

	/*2. 复位串口时钟*/
	RCC->APB2RSTR|=1<<4; 		//使能USART1复位时钟
	RCC->APB2RSTR&=~(1<<4); //关闭USART1复位时钟

	/*3. 配置GPIO口模式*/
	GPIOA->MODER&=~(0x3<<9*2); //清除模式
	GPIOA->MODER|=0x2<<9*2;    //配置复用功能模式

	GPIOA->MODER&=~(0x3<<10*2); //清除模式
	GPIOA->MODER|=0x2<<10*2;    //配置复用功能模式

	GPIOA->OTYPER&=~(0x1<<9); 	 //0表示推挽输出

	GPIOA->OSPEEDR&=~(0x3<<9*2); //清除之前配置
	GPIOA->OSPEEDR|=0x2<<9*2;    //50MHZ输出速度

	GPIOA->PUPDR&=~(0x3<<10*2); //清除之前配置
	GPIOA->PUPDR|=0x1<<10*2;    //配置上拉

	GPIOA->AFR[1]&=~(0xF<<4*1); //清除PA9配置
	GPIOA->AFR[1]|=0x7<<4*1;    //配置PA9复用功能模式为串口1

	GPIOA->AFR[1]&=~(0xF<<4*2); //清除PA10配置
	GPIOA->AFR[1]|=0x7<<4*2;    //配置PA10复用功能模式为串口1

	/*4. 配置USART-CR寄存器*/
	USART1->BRR=(clock*1000000)/baud;//配置波特率
	USART1->CR1|=1<<3;  //使能发送
	#ifdef USART1_INTERRUPT
	USART1->CR1|=1<<5;  //开启串口接收中断
	SetNVICPriorityGrouping(USART1_IRQn,1,3); //设置中断优先级	
	#endif
	USART1->CR1|=1<<2;  //使能接收，并开始搜寻RX引脚上的起始位
	USART1->CR1|=1<<13; //USART模块使能。
}


/*
函数功能：串口字符串发送
函数形参：
	USART_TypeDef *USARTx :串口的类型 (USART1 USART2 USART3)
	u8 *str:将要发送的字符串
*/
void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str)
{
	while(*str!='�')
	{
		USARTx->DR=*str;
		while(!(USARTx->SR&1<<7)){} //等待发送完成
		str++;
	}
}


/*
函数功能:重写printf底层函数接口
*/
int fputc(int c,FILE *stream)
{
	USART1->DR=c; //发送一个字符
	while(!(USART1->SR&1<<7)){}
	return c;
}


/*
函数功能：重新scanf底层函数接口
*/
int fgetc(FILE *stream) 
{
	while(!(USART1->SR&1<<5)){}
	return USART1->DR;
}


/*
函数功能：串口1的中断服务函数
*/
void USART1_IRQHandler(void)
{
	u8 data;
	if(USART1->SR&1<<5)
	{
		data=USART1->DR;
		USART1->DR=data;
	}
}

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