STM32 串口收发 - 详解
Overview
本文使用的是STM32F103开发板，本文会使用中断接收数据，最后通过Windows换行符“\r\n”来判断是否接收完整。所以发给本Demo的数据都应该在最后带有\r\n
设置步骤：
- 串口时钟使能，GPIO 时钟使能
- 串口复位
- GPIO 端口模式设置
- 串口参数初始化
- 开启中断并且初始化 NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）
- 使能串口
- 编写中断处理函数
相关具体函数
1.串口时钟使能
串口是挂载在 APB2 下面的外设，所以使能函数为：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；
2.串口复位
当外设出现异常的时候可以通过复位设置，实现该外设的复位，然后重新配置让其重新工作。
在系统刚开始配置外设的时候，一般都会先执行复位该外设的操作。
复位的是在函数 USART_DeInit()中完成，比如我们要复位串口 1，方法为：
USART_DeInit(USART1); //复位串口 13.串口参数初始化
串口初始化是通过 USART_Init()函数实现的，原型如下
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；参数1：指定串口标号，这里选择 USART1。
参数2：一个 USART_InitTypeDef 类型的结构体指针，这个结构体指针的成员变量用
来设置串口的一些参数。
这个结构体来设置：波特率，字长，停止位，奇偶校验位，硬件数据流控制，模式（收或发）
//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14.数据发送与接收
STM32 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的，这是一个双寄存器，包含了 TDR 和 RDR。
当向该寄存器写数据的时候，串口就会自动发送，当收到数据的时候，也是存在该寄存器内。
STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器发送数据的函数是USART_SendData。该函数向串口寄存器 USART_DR 写入一个数据。
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器读取串口接收到的数据的函数是USART_ReceiveData，该函数可以读取串口接受到的数据。
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);5.串口状态
串口的状态可以通过 状态寄存器 USART_SR 读取
RXNE（读数据寄存器非空）
当该位被置 1 的时候，就是提示已经有数据被接收到了，并且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR。
通过读 USART_DR 可以将该位清零，也可以向该位写 0，直接清除。
TC（发送完成）
当该位被置位的时候，表示 USART_DR 内的数据已经被发送完成了。如果设置了这个位的中断，则会产生中断。
该位也有两种清零方式：
- 读 USART_SR，写USART_DR
- 直接向该位写 0
读取串口状态的函数是：
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；
这个函数的第二个参数标示我们要查看串口的哪种状态，比如上面的 RXNE(读数据寄存器非空) 以及 TC(发送完成)。
判断读寄存器是否非空(RXNE)：
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);
判断发送是否完成(TC)：
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);
6.串口使能
串口使能是通过函数 USART_Cmd()来实现的
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
7.开启串口响应中断
有些时候当我们还需要开启串口中断，那么我们还需要使能串口中断，使能串口中断的函数是：
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)第二个参数是标示使能串口的类型，也就是使能哪种中断，因为串口的中断类型有很多种。
在接收到数据的时候（RXNE 读数据寄存器非空），要产生中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断，接收到数据中断
在发送数据结束的时候（TC，发送完成）要产生中断，那么方法是：
USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC，ENABLE);
8.获取相应中断状态
使能了某个中断之后，当该中断发生了，就会设置状态寄存器中的某个标志位。
在中断处理函数中，要判断哪种中断被触发了，使用的函数是：
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT)
若使能了串口发送完成中断，当中断发生了，在中断处理函数中判断是否串口发送完成中断
USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)
如果返回值是 SET，说明是串口发送完成中断发生
程序设计
GPIO初始化
- 串口时钟使能，和GPIO时钟使能
- 配置GPIO
- 配置中断优先级
- 配置串口1的属性
- 开启接收中断
- 使能串口1
void uart_init(u32 bound)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟
// 串口复位
USART_DeInit(USART1);
//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;//PA10
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VIC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);//开启串口接收中断
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
}串口1的中断服务函数
一个一个字符接收，收到换行符"\r\n"之后，因为 \r 和 \n 是分开的，所以他们得连续一起接收到才算真正的结束符。
所以设立两个标志
- RecvCompleteFirstFlag为1时，表示 \r 收到了
- completeFlag 为1时，代表两个字符都收到了
u8 completeFlag = 0;
u8 RecvCompleteFirstFlag = 0;
typedef struct
{
u8 recvData[USART_REC_LEN];
u8 len;
}USART_RX_ST RxObjST;
void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
{
u8 Res;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是 0x0d 0x0a 结尾)
{
Res = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据
if (completeFlag == 0)//接收未完成
{
if (RecvCompleteFirstFlag == 1)//接收到了0x0d
{
if(Res!=0x0a)
{
RecvCompleteFirstFlag = 0;
RxObjST.len = 0;
}
else
completeFlag = 1; //接收完成了
}
else //还没收到0X0D
{
if (Res==0x0d)
RecvCompleteFirstFlag = 1;
else
{
RxObjST.recvData[RxObjST.len]=Res ;
RxObjST.len++;
if(RxObjST.len>(USART_REC_LEN-1))
{
RecvCompleteFirstFlag = 0;
}
}
}
}
}
}调用
- 串口数据处理：通过检查completeFlag，判断是否接收到完整数据
- 数据回传：将接收到的数据原样发送回上位机
- 系统状态指示：通过LED0的周期性闪烁（约300ms周期）表示系统正常运行
因为和刚刚的USART1_IRQHandler不在同一个文件中，但是希望共享变量，所以使用外部声明
extern u8 completeFlag;
extern u8 RecvCompleteFirstFlag;
extern USART_RX_ST RxObjST;
extern u8 completeFlag;
extern u8 RecvCompleteFirstFlag;
extern USART_RX_ST RxObjST;
int main(void)
{
u16 t;
u16 len;
u16 times=0;
BaseType_t xReturn;
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200); //初始化串口
KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口
LED_Init();
BEEP_Init(); //初始化蜂鸣器端口
// 设置优先级分组为分组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
printf("App Start 2025 0804!-------------\r\n");
while(1)
{
if(completeFlag == 1)
{
len = RxObjST.len;//得到此次接收到的数据长度
printf("\r\nThe message you send is:\r\n\r\n");
for (t=0; t
浙公网安备 33010602011771号