STM32F1如何通过USART1实现与PC机通信？

STM32F1的USART介绍

USART即通用同步异步收发器，它能够灵活地与外部设备进行全双工
数据交换，满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求。
UART即通用异步收发器，它是在USART基础上裁剪掉了同步通信功能，同
步和异步主要看其时钟是否需要对外提供，这个前面也介绍了。我们开
发板上使用的STM32F103ZET6芯片含有3个USART，2个UART外设。它们都
具有串口通信功能，USART它支持同步单向通信和半双工单线通信；还支
持 LIN（域互连网络）、智能卡协议与 IrDA（红外线数据协会） SIR
ENDEC 规范，以及调制解调器操作 (CTS/RTS)。而且，它还支持多处理
器通信和DMA功能，使用 DMA 可实现高速数据通信。USART 通过小数波
特率发生器提供了多种波特率。
USART在STM32中应用最多的是printf输出调试信息，当我们需要了解
程序内的一些变量数据信息时，可以通过printf输出函数将这些信息打
印到串口助手上显示，这样一来就给我们调试程序带来了极大的方便。






串口通信配置步骤
USART相关库函数在stm32f10x_usart.c和stm32f10x_usart.h文件中
（1）使能串口时钟及GPIO端口时钟
                RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
                RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
（2）GPIO端口模式设置，设置串口对应的引脚为复用功能                                
                GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
                GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
（3）初始化串口参数，包含波特率、字长、奇偶校验等参数                                
                void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
                typedef struct
                {
                  uint32_t USART_BaudRate;            //波特率
                  uint16_t USART_WordLength;          //字长
                  uint16_t USART_StopBits;            //停止位
                  uint16_t USART_Parity;              //校验位
                  uint16_t USART_Mode;                //USART模式
                  uint16_t USART_HardwareFlowControl; //硬件流控制
                } USART_InitTypeDef;
（4）使能串口
                void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
                USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1
（5）设置串口中断类型并使能                                
                void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);


                USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接收中断


                USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC， ENABLE);


                对应的串口中断类型可在stm32f10x_usart.h中查找到


（6）设置串口中断优先级，使能串口中断通道
                NVIC初始化库函数是NVIC_Init()
（7）编写串口中断服务函数                              
        USART1_IRQHandler


        ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
       
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
        {
                ...//执行USART1接收中断内控制
        }
        void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
第二个参数为状态标志选项，可选参数可在stm32f10x_usart.h中查找到


eg:


        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率设置
        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


void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
{
        u8 r;
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
        {
                r =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);        //读取接收到的数据
                USART_SendData(USART1,r);
                while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET);
        }
        USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
}


硬件电路






编写串口通信控制程序

STM32F1通过USART1实现与PC机通信，STM32F1的USART1收到PC机发来的数据后原封不动的返回给PC机显示。同时使用D1指示灯不断闪烁提示系统正常运行。

程序框架如下：

（1）初始化USART1，并使能串口接收中断等
（2）编写USART1中断函数
（3）编写主函数

uart.h
#ifndef __usart_H
#define __usart_H


#include "system.h"


void USART1_Init(u32 baud);


#endif


uart.c
#include "usart.h"                 


/*******************************************************************************
* 函 数 名         : USART1_Init
* 函数功能                     : USART1初始化函数
* 输    入         : bound:波特率
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void USART1_Init(u32 baud)
{
   //GPIO端口设置
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
       
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);

       
        /*  配置GPIO的模式和IO口 */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//TX                           //串口输出PA9
        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);  /* 初始化串口输出IO */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//RX                         //串口输入PA10
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;                  //浮空输入
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); /* 初始化串口输入IO */
       
   //USART1 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率设置
        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_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1
       
        USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
               
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断


        //Usart1 NVIC 配置
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
        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、       
}


/*******************************************************************************
* 函 数 名         : USART1_IRQHandler
* 函数功能                     : USART1中断函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
{
        u8 r;
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
        {
                r =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);        //读取接收到的数据
                USART_SendData(USART1,r);
                while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET);
        }
        USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
       
}        


main.c
#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"


int main()
{
        u8 i=0;  
        SysTick_Init(72);
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组 分2组
        LED_Init();
        USART1_Init(115200);
       
        while(1)
        {
                i++;
                if(i%20==0)
                {
                        led1=!led1;
                }
                delay_ms(10);
        }
}




测试结果