03-串口-铁头山羊STM32标准库新版笔记
一、通信协议
Tx:数据发送引脚
Rx:数据接收引脚
波特率：每秒钟最多传输多少位
常用的波特率：9600、115200、921600
例子1：通过串口发送十进制数字27
例子2：发送字符串“Hello”
ASCII码：H-0x48(0100 1000) e-0x65(0110 0101) l-0x6c(0110 1010) o-0x6f(0110 1111)
二、USART模块的使用方法
三、初始化IO引脚
点击查看代码
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //开启时钟
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200; //波特率115200
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //双向
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //8位数据位
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //无校验位
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; //1位停止位
USART_Init(USART1, &USART_InitStruct); //初始化串口
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
// // PA9 tx 复用输出推挽
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//
// // PA10 rx 输入浮空 输入上拉
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能AFIO模块的时钟
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE); //USART1_REMAP = 1
// PB6 tx 输出推挽
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// PB7 rx 输入浮空 输入上拉
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
while(1)
{
}
}
四、发送数据
TxE:-发送数据寄存器空-当TDR空时，TxE=1;否则TxE=0
TC:-发送完成-当TDR空且移位寄存器空时，TC=1;否则TC=0
效果：向串口调试窗口发送1，2，3，4，5
点击查看代码
#include "stm32f10x.h"
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pData, uint16_t Size);
int main(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
// PB6
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// PB7
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 闭合总开关
uint8_t bytesToSend[] = {1,2,3,4,5};
My_USART_SendBytes(USART1, bytesToSend, 5);
while(1)
{
}
}
// @作用：使用串口一次性发送多个字节
// @参数：pData-要发送的数据 Size-字节的数量
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
for(uint32_t i = 0; i < Size; i++)
{
// #1. 等待发送数据寄存器为空
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// #2. 将要发送的数据写入发数据寄存器当中
USART_SendData(USART1, pData[i]);
}
// #3等待数据发送完成
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
}
五、格式化打印字符串
点击查看代码
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#include "delay.h"
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pData, uint16_t Size);
void My_USART1_Init(void);
int main(void)
{
Delay_Init();
My_USART1_Init();
// printf("Hello world. \r\n");
while(1)
{
uint32_t currentTick = GetTick();
uint32_t miliSeconds = currentTick % 1000;
currentTick = currentTick / 1000;
uint32_t seconds = currentTick % 60;
currentTick = currentTick / 60;
uint32_t minutes = currentTick % 60;
currentTick = currentTick / 60;
uint32_t hour = currentTick;
printf("%02u:%02u:%02u.%03u\r\n", hour, minutes, seconds, miliSeconds);
Delay(100);
}
}
//
// @简介：通过串口发送多个字节
// @参数 USARTx：填写串口的名称
// @参数 pData：要发送的数据
// @参数 Size：要发送数据的数量，单位是字节
//
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
for(uint32_t i = 0; i < Size; i++)
{
// #1. 等待发送数据寄存器为空
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// #2. 写入发数据寄存器当中
USART_SendData(USART1, pData[i]);
}
// 等待发送完成
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
}
//
// @简介：对USART1进行初始化
// PB6 - Tx, PB7 - Rx
// 115200, 8, 1, None, 双向
//
void My_USART1_Init(void)
{
// #1. 初始化PB6和PB7
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
// // PA9 tx
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//
// // PA10 rx
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
// GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
// PB6
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// PB7
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// #2. 初始化USART1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 闭合总开关
}
//重写fputc函数：通过串口发送出去
int fputc(int ch, FILE *f)
{
// #1. 等待发送寄存器为空
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// #2. 写入发送寄存器当中
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
return ch;
}
六、接收数据
RxNE：-接收数据寄存器非空-当RDR非空时，RxNE=1；否则RxNE=0
PE：-奇偶校验错-如果接收到的数据有校验错误，则PE=1;否则PE=0
FE：-帧格式错误-接收到了无效的数据帧，则FE=1；否则FE=0
NE：-噪声错-接收的数据中检测到了噪声，则NE=1;否则NE=0
ORE:-过载错-由于过载造成了数据丢失，则ORE=1;否则ORE=0
效果：串口调试窗口发送1，板载LED亮，发送0，板载LED灭
main.c
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#include "stm32f10x.h"
void My_USART1_Init(void);
void My_OnBoardLED_Init(void);
int main(void)
{
My_USART1_Init();
My_OnBoardLED_Init();
while(1)
{
// #1. 等待接收数据寄存器非空
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
// #2. 把数据从接收数据寄存器里读出来
uint8_t byteRcvd = USART_ReceiveData(USART1);
// #3. 对数据进行处理
if(byteRcvd == '0')
{
GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_SET); // 亮灯
}
else if(byteRcvd == '1')
{
GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_RESET); // 灭灯
}
}
}
//
// @简介：对USART1进行初始化
// PB6 - Tx, PB7 - Rx
// 115200, 8, 1, None, 双向
//
void My_USART1_Init(void)
{
// #1. 初始化PB6和PB7
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
// PB6
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// PB7
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
// #2. 初始化USART1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 闭合总开关
}
void My_OnBoardLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_SET);
}
七、封装常用功能
usart.h
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#ifndef _USART_H_
#define _USART_H_
#include "stm32f10x.h"
#define LINE_SEPERATOR_CR 0x00 // 回车 \r
#define LINE_SEPERATOR_LF 0x01 // 换行 \n
#define LINE_SEPERATOR_CRLF 0x02 // 回车+换行 \r\n
void My_USART_SendByte(USART_TypeDef *USARTx, const uint8_t Data);
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, const uint8_t *pData, uint16_t Size);
void My_USART_SendChar(USART_TypeDef *USARTx, const char C);
void My_USART_SendString(USART_TypeDef *USARTx, const char *Str);
void My_USART_Printf(USART_TypeDef *USARTx, const char *Format, ...);
uint8_t My_USART_ReceiveByte(USART_TypeDef *USARTx);
uint16_t My_USART_ReceiveBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pDataOut, uint16_t Size, int Timeout);
int My_USART_ReceiveLine(USART_TypeDef *USARTx, char *pStrOut, uint16_t MaxLength, uint16_t LineSeperator, int Timeout);
#endif
usart.c
点击查看代码
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#include "delay.h"
static USART_TypeDef *usart_for_printf = 0; // 用于printf的USART名称
//
// @简介：使用串口发送一个字节的数据
//
// @参数 USARTx：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 Data : 要发送的数据
//
void My_USART_SendByte(USART_TypeDef *USARTx, const uint8_t Data)
{
My_USART_SendBytes(USARTx, &Data, 1);
}
//
// @简介：使用串口发送多个字节的数据
//
// @参数 USARTx：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 pData : 要发送的数据（数组）
// @参数 Size ：要发送数据的数量，单位是字节
//
void My_USART_SendBytes(USART_TypeDef *USARTx, const uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
if(Size == 0) return;
for(uint16_t i=0; i < Size; i++)
{
while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
USART_SendData(USARTx, pData[i]);
}
while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC) == RESET);
}
//
// @简介：通过串口发送一个字符
//
// @参数 USARTx：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 C ：要发送的字符
//
void My_USART_SendChar(USART_TypeDef *USARTx, const char C)
{
My_USART_SendBytes(USARTx, (const uint8_t *)&C, 1);
}
//
// @简介：通过串口发送字符串
//
// @参数 USARTx：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 Str ：要发送的字符串
//
void My_USART_SendString(USART_TypeDef *USARTx, const char *Str)
{
My_USART_SendBytes(USARTx, (const uint8_t *)Str, strlen(Str));
}
//
// @简介：通过串口格式化打印字符串
//
// @参数 USARTx：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 Format：字符串的格式
// @参数 ... ：可变参数
//
void My_USART_Printf(USART_TypeDef *USARTx, const char *Format, ...)
{
usart_for_printf = USARTx;
va_list args;
va_start(args, Format);
vprintf(Format, args);
va_end(args);
}
//
// @简介：通过串口读取一字节的数据
//
// @参数 USARTx ：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
//
// @返回值：读取到的字节
//
uint8_t My_USART_ReceiveByte(USART_TypeDef *USARTx)
{
while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return USART_ReceiveData(USARTx);
}
//
// @简介：通过串口读取多个字节的数据
//
// @参数 USARTx ：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 pDataOut：输出参数，读取到的数据将输出到此数组当中
// @参数 Size ：需要读取的字节数量
// @参数 Timeout ：超时时间，单位是毫秒，负数表示无限长。如果超时时间内没有读取完成则返回。
//
// @返回值：实际读取到的数据数量
//
uint16_t My_USART_ReceiveBytes(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t *pDataOut, uint16_t Size, int Timeout)
{
uint32_t expireTime;
Delay_Init();
if(Timeout >= 0)
{
expireTime = GetTick() + Timeout; // 计算过期时间，过期时间 = 当前时间+Timeout
}
uint16_t i = 0;
do
{
if(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == SET)
{
pDataOut[i++] = USART_ReceiveData(USARTx);
if(i==Size) break;
}
}
while(Timeout < 0 || GetTick() < expireTime); // 判断是否超时
return i;
}
//
// @简介：通过串口读取一行字符串
//
// @参数 USARTx ：串口名称，如USART1, USART2, USART3 ...
// @参数 pStrOut ：输出参数，读取到的数据将输出到此数组当中
// @参数 MaxLength ：字符串的最大长度
// @参数 LineSeperator：行分隔符 LINE_SEPERATOR_CR - 回车 \r
// LINE_SEPERATOR_LF - 换行 \n
// LINE_SEPERATOR_CRLF - 回车+换行 \r\n
// @参数 Timeout ：超时时间，单位是毫秒，负数表示无限长。如果超时时间内没有读取完成则返回
//
// @返回值：0 - 成功读到一行字符串
// -1 - 超时（Timeout内未读到一行完整的字符串）
// -2 - 超过字符串的最大长度（字符串的最大长度用MaxLength参数设置）
//
int My_USART_ReceiveLine(USART_TypeDef *USARTx, char *pStrOut, uint16_t MaxLength, uint16_t LineSeperator, int Timeout)
{
int ret = -1;
uint32_t expireTime;
Delay_Init();
if(Timeout >= 0)
{
expireTime = GetTick() + Timeout; // 计算过期时间，过期时间 = 当前时间+Timeout
}
uint16_t i = 0;
do
{
if(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == SET)
{
char c = (char)USART_ReceiveData(USARTx);
pStrOut[i++] = c;
if(LineSeperator == LINE_SEPERATOR_CR && c == '\r') // \r
{
pStrOut[i] = 0;
ret = 0;
break;
}
else if(LineSeperator == LINE_SEPERATOR_LF && c == '\n') // \n
{
pStrOut[i] = 0;
ret = 0;
break;
}
else if(pStrOut[i-2] == '\r' && c == '\n') // \r\n
{
pStrOut[i] = 0;
ret = 0;
break;
}
if(i == MaxLength) // 超过最大长度
{
ret = -2;
break;
}
}
}
while(Timeout < 0 || GetTick() < expireTime); // 判断是否超时
return ret;
}
//
// @简介：此函数为对fputc的重写，以实现串口格式化打印功能
//
int fputc(int ch, FILE *f)
{
// #1. 等待TXE
while(USART_GetFlagStatus(usart_for_printf, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// #2. 将数据写入TDR
USART_SendData(usart_for_printf, (uint8_t)ch);
return ch;
}
浙公网安备 33010602011771号