USART串口通信----数据发送

1、什么是USART？

  USART可以理解为设备，也可以理解为协议；

（1）理解为设备时，USART是集成在STM32芯片内的硬件设备（独立于STM32内核），USART设备在STM32中的作用：

  ① 将数据寄存器中字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去；自动接收RX引脚中的数据帧时序，拼接成字节数据，保存到数据寄存器中；

  ② 控制数据传输波特率（常用的波特率包括9600、19200、38400、115200等）；

  ③ 配置数据帧的格式（起始位、数据位、可选的校验位和停止位）

  ④ 硬件流控制（RTS和CTS）

  ⑤ 中断控制，状态管理；

  ⑥ 通信模式（同步通信/异步通信）

（2）理解为协议时，USART是通用的串行通信协议，用于在设备之间传输数据。它支持同步和异步两种通信模式，定义了数据传输的格式和规则

 

2、USART采用的串口线

① TTL电平串口线：适用于短距离、低功耗的嵌入式系统

② RS-232电平串口线：适用于长距离通信，具有较强的抗干扰能力

③ USB转TTL串口线：用于开发板与计算机之间的通信，芯片包括CH340、CP2102等

CH340G芯片:

④ USB转RS-232串口线：应用于工业控制、数据采集、设备调试等领域

 

3、USART串口通信连接示意图

STM32芯片不能直接使用RS-232电平标准的串口线进行通信，原因在于STM32的GPIO引脚和USART模块工作在TTL电平标准下。

 

4、STM32中的USART设备

① USART1 连接在APB2总线上（频率为72MHz）， USART2 和 USART3 连接在APB1总线上(频率为36MHz)；

   

 

 

6、USART的引脚关系图

 

7、数据帧结构

 

8、波特率发生器

 

1、USART串口发送消息实验

2、USART初始化步骤：

（1）开启USART外设和GPIO引脚时钟

（2）初始化GPIO引脚，设置为复用推挽输出

（3）配置USART结构体

（4）打开USART开关

3、模块代码

serial.c 文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}

uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y --)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}

 

main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	Serial_Init();
	
	Serial_SendByte(0x41);
	
	uint8_t MyArray[] = {0x42, 0x43, 0x44, 0x45};
	Serial_SendArray(MyArray, 4);
	
	Serial_SendString("\r\nNum1=");
	
	Serial_SendNumber(111, 3);
	
	printf("\r\nNum2=%d", 222);
	
	char String[100];
	sprintf(String, "\r\nNum3=%d", 333);
	Serial_SendString(String);
	
	Serial_Printf("\r\nNum4=%d", 444);
	Serial_Printf("\r\n");
	
	while (1)
	{
		
	}
}