前言

本系列文章統(tǒng)一圍繞STM32F103C8T6最小系統(tǒng)開發(fā)板進行記錄，如涉及其他開發(fā)板將會特別說明。

USART配置思路

1. 打開時鐘
   • USART1對應的RCC時鐘APB2
   • USART1設計TX、RX引腳所對應時鐘
   • AFIO：USART為默認復用，不需要再打開
2. 配置TX與RX引腳模式
   • RX：浮空輸入模式
   • TX：復用推挽輸出模式，50MHz
3. 串口參數(shù)配置
   • 波特率：9600
   • 可編程數(shù)據(jù)字長度：8位
   • 可配置的停止位：1位
   • 校驗位：無校驗位
   • 硬件流控：無硬件流控
4. USART初始化
5. 串口使能
6. 配置USART中斷源+NVIC

USART管腳選擇

默認不進行重映向時，USART1的發(fā)送和接收管腳為PA9、PA10。

USART1管腳

如果需要重映向，則應在復用重映射和調(diào)試I/O配置寄存器（AFIO）中使能USART1_REMAP，并開啟AFIO時鐘。

USART1重映向

USART標志位

1. TC：發(fā)送完成標志
2. RXNE：讀數(shù)據(jù)寄存器非空，當該位為1時表示接收到數(shù)據(jù)

FlagStatus和ITStatus的區(qū)別：

• FlagStatus：中斷標志位狀態(tài)，在沒有使能中斷時使用。
• ITStatus：除了獲取中斷標志位狀態(tài)，還會判斷是否發(fā)生了中斷。

接線

usart接線.png

電平轉換：stm32中的USART屬于TTL電平，因此不能直接連接到電腦的USB口，而是需要通過模塊對相應電平進行轉換。

USB轉TTL模塊與PC直接連接供電，不需要通過stm32供電，只需連接tx、rx即可。

代碼：串口收發(fā)

串口發(fā)送原理

當發(fā)送完成時，USART_FLAG_TC將會置為1。

串口接收原理

1. 輪詢式接收：當接收到數(shù)據(jù)時，USART_FLAG_RXNE將會置為1.
2. 中斷式接收：當接收到數(shù)據(jù)時，USART_IT_RXNE將會置為1.

代碼

tx/rx管腳IO初始化

static void _usart_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef tx, rx;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    // tx：復用推挽輸出
    tx.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    tx.GPIO_Pin = USART_TX_GPIO_PIN;
    tx.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    // rx：浮空輸入
    rx.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    rx.GPIO_Pin = USART_RX_GPIO_PIN;

    GPIO_Init(USART_TX_GPIO_PORT, &tx);
    GPIO_Init(USART_RX_GPIO_PORT, &rx);
    
}

NVIC初始化

static void _usart_nvic_init(void)
{
    NVIC_InitTypeDef usart;
    // 設置NVIC中斷優(yōu)先組
    NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_2);
    // NVIC參數(shù)配置
    usart.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    usart.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    usart.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    usart.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    // 初始化按鍵NVIC
    NVIC_Init(&usart);
}

USART初始化

void bsp_usart_init(INT_STATE_T state)
{
    USART_InitTypeDef usart;
    // 開啟USART1時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    usart.USART_BaudRate = 9600;
    usart.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    usart.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    usart.USART_Parity = USART_Parity_No;
    usart.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    usart.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    // 初始化USART1
    USART_Init(USART1, &usart);
    // 使能USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    // 初始化USART1的GPIO
    _usart_gpio_init();
    if (state == INTERRUPT) {
        // 配置USART1 NVIC
        _usart_nvic_init();
        // 配置USART1中斷源為溢出中斷
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    } 
}

串口發(fā)送

void usart1_send_data(void *data, u32 len)
{
    u32 i = 0;
    while (i != len) {
        USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
        USART_SendData(USART1, *((char *)data + i));
        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
        i++;
    }
}

串口接收（輪詢式回顯）

u32 usart1_recv_data(void *data, u32 len)
{
    u8 *recv_data = data;
    u32 i = 0, j = 0;
    while (i != len) {
        if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
            recv_data[j++] =  (u8)USART_ReceiveData(USART1);
        }
        i++;
    }
    return j;
}

// 輪詢式串口回顯
int main()
{
    u8 recv_buff[10] = {0};
    u32 recv_len = 0;
    bsp_usart_init(MODE);
    printf("sys init\r\n");
    usart1_send_data("hello\r\n", 7);

    while (1) {
        memset(recv_buff, 0, sizeof(recv_buff));
        if ((recv_len = usart1_recv_data(recv_buff, 10)) != 0) {
            usart1_send_data(recv_buff, recv_len);
            //printf("%s\r\n", recv_buff);
        }
    }
    return 0;
}

串口中斷處理函數(shù)（串口中斷回顯）

void USART1_IRQHandler(void)
{
    // 中斷式串口回顯
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
        // 清除RXNE中斷標志位
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
        // 串口回顯
        USART_SendData(USART1, USART_ReceiveData(USART1));
    }
}

printf輸出重定向

如果需要進行格式化輸出，則需要將fputc里面的輸出指向串口，并在IDE設置中勾選Use MicroLib一項，這一過程稱為重定向。

int fputc(int ch, FILE *stream) 
{
    // 每次發(fā)送數(shù)據(jù)前，確保TC位被清空，防止接收不到第一位字符
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
    USART_SendData(USART1, (u8)ch);
    while (!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC));
    return ch;
}

Use MicroLib.jpg