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STM32串口USART的基本原理是什么

2083 STM32 串口 USART

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 STM32串口USART的基本原理是什么？如何让STM32使用printf函数呢？ 0
2021-12-8 07:56:04　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答 LY0206 该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 lining870815844 该类别下有 32 个回答。邀请回答 kpj3026 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报 h1654155275.5697 相关推荐 • stm32串口通信的基本原理是什么？ 1638 • STM32串口通信基本原理是什么？ 786 • STM32F407串口通信基本原理是什么？ 1027 • STM32串口通信基本原理是什么？ 732 • STM 32 UART串口通信基本原理是什么？ 1897 • 如何实现STM32串口DMA收发数据？ 1061 • USART串口通信的基本原理与配置简析 1138 • 如何去实现stm32串口usart1的收发代码呢？ 1641 • 串口通信基本原理是什么？ 2196 • 怎样去解决STM32串口通信USART1转USART2中出现的问题 1617 1个回答

5 串口USART

端口复用+中断+USART
5.1 基本原理

（1）USART

通信方式	并行通信
串行通信	传送方向	单工	单向数据传输方式
半双工	可切换方向的数据双向传输方式
全双工	双向数据传输方式
通信方式	同步通信	带时钟信号
SPI，IIC通信接口
异步通信	带波特率、不带时钟接收双方（stm32/串口助手）波特率相同
UART(通用异步收发器),单总线

常见的串行通信接口：

通信标准	引脚说明	通信方式	通信方向
UART	TXD:发送端 RXD:接受端 GND:公共地	异步通信	全双工
单总线（1-wire)	DQ:发送/接受端	异步通信	半双工
SPI	SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入	同步通信	全双工
I2C	SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端	同步通信	半双工

UART

STM32F10x系列	3USART 通用同步异步收发器	可用作UART
2UART 通用异步收发器	RXD 数据输入引脚	PA10	PA3	PB11	PC11	PD2
TXD 数据发送引脚	PA9	PA2	PB10	PC10	PC12
串口号	1	2	3	4	5

（2）/USART框图

中文参考手册

（3）/波特率计算

衡量通信性能的一个非常重要的参数就是通信速率，通常以比特率(Bitrate)来表示。比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为： 10位×240个/秒 = 2400 bps

这里的fCK是给外设的时钟(PCLK1用于USART2、 3、 4、 5， PCLK2用于USART1)
USARTDIV是一个无符号的定点数。这12位的值设置在USART_BRR寄存器。
寄存器版：如何通过 USARTDIV 得到串口 USART_BRR 寄存器的值。假设我们的串口 1 要设置为 115200 的波特率，而 PCLK2 的时钟为 72M。这样，我们根据上面的公式有：
USARTDIV=72000000/(115200*16)= 39.0625
那么：DIV_Fraction=16*0. 0625=1=0X01;DIV_Mantissa=39=0X27;
这样，我们就得到了 USART1->BRR 的值为 0X0271。只要设置串口 1 的 BRR 寄存器值为0X0271 就可以得到 115200 的波特率。
5.2 硬件连接

XCOM串口助手与STM32实现数据串行通信，注意USART相关参数要一致！
STM32通过USART1实现与PC机对话，STM32的USART1收到PC机发来的数据后原封不动的返回给PC机显示。
PA9,PA10（串口1）连接到了USB串口电路。

（1）USB/RS232/TTL

在计算机和单片机组成的RS-232串口通信系统中，下位机由单片机系统组成，上位机为普通的PC机。但现在的电脑上，已经不存在串口，所以一般使用USB转串口芯片，把电脑的USB口映射为串口用。

上位机	电平转换芯片	下位机	实例
串口RS232（-12-12V）	MAX232	TTL（0-5V）	51--计算机
串口RS232（-12-12V）	MAX3232	TTL（0-5V/3.3V）	STM32--计算机
USB（-12-12V）	CH340	串口（0-5V/3.3V）	51/STM32--计算机

（2）CH340

用串口和CH340模块都可以让计算机和单片机进行通信，但是使用CH340更加方便，省去了使用串口的麻烦。CH340是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口、USB转IrDA红外或者USB转打印口。
CH340将普通的串口设备直接升级到USB总线、通过USB总线为计算机增加额外串口。通过外加电平转换器件,可以进一步提供RS232、RS485、RS422 等接口。

（3）/RS-232

RS-232C定义了数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的物理接口标准，20。RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳/公头）

插针序号	信号名称	功能	信号方向
1	PGND	保护接地
2（3）	TXD	发送数据（串行输出）	DTE→DCE
3（2）	RXD	接收数据（串行输入）	DTE→DCE
4（7）	RTS	请求发送	DTE→DCE
5（8）	CTS	允许发送	DTE→DCE
6（6）	DSR	DCE就绪（数据建立就绪）	DTE→DCE
7（5）	SGND	信号接地
8（1）	DCD	载波检测	DTE→DCE
20（4）	DTR	DTE就绪（数据终端准备就绪）	DTE→DCE
22（9）	RI	振铃指示	DTE→DCE

5.3 步骤

main.c文件下的stm32f10x_usart.h文件中可以查到大部分相关函数！

1时钟使能-复用端口
	串口时钟使能，GPIO时钟使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //使能串口1时钟
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
void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);
USART_DeInit(USART1); //复位串口 1
3 GPIO端口初始化
	GPIO_Init();
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构体定义 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //ISART1_TX 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 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //USART1_RX PA.10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIOA.10
4串口参数初始化
	①波特率②字长③停止位④奇偶校验位⑤硬件数据流控制⑥模式（收/发）
void uart_init(u32 bound)；//115200
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义结构体 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率设置，用变量bound方便移植 USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//8位字长USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //1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;//全双工 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
5 使能串口
	串口先初始化，再使能 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口 1
6 中断组/级初始化	stm32f10x.h（IRQ）
	中断先初始化，再开启中断
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断 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); //中断优先级初始化
7开启串口中断IT	stm32f10x_usart.h
	当需要开启串口中断，则应使能串口中断，串口中断有很多，需要确定是那种中断
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //开启中断，接收到数据中断 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); //发送数据结束中断
8编写中断处理函数IRQ	startup_stm32f10x_hd.s（IRQ）
	void USART1_IRQHandler(void)；
8.1中断响应状态
	使能了某中断，当中断发生会置位状态寄存器某标志位，在中断处理函数中可以调用函数判断该中断是哪种中断判断是否发生了该中断，发生则说明串口状态肯定改变了
①串口发送数据完成中断响应；②串口接收数据完成中断响应；③清除发送完成状态位
USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET;//若使能串口接收完成中断，当中断发生了，便可以在中断处理函数中用函数判断到底是否发生该中断 USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) != RESET;//是否发送完成
8.2 串口状态
	在没有使能相应的中断函数时，通常使用该函数来判断标志位是否置位
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： 1）读 USART_SR，写USART_DR； 2）直接向该位写 0
	USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE!=SET); //是否读取完成 USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)!=SET; //是否发送完成
8.3 串口传输数据获取
	void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data); //发送数据到串口 uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx); //从DR读取接受到的数据
	//usart.c中数据接收： void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序 { if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET);//串口接收1字节数据 Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR)，读取接收到的数据 //main.c中数据发送： len=USART_RX_STA&0x3f; //得到此次接收到的数据长度 printf("rn 您发送的消息为:rnrn"); for(t=0;t { USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]); //向串口 1 发送数据 while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束 } USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);//清除发送完成状态标志 }

正点：
#define USART_REC_LEN 200 //定义最大接收字节数 200
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];
//接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
u16 USART_RX_STA; //接收状态标记

USART_RX_STA
bit15	bit14	bit14
接收完成标志	接收到0X0D标志	接收到的有效数据个数

ABCDEFGHI…….(0x0D),(0x0A)
5.4 printf重定向

我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器，如果要实现在串口或者LCD上显示，必须重定义标准库函数里调用的与输出设备相关的函数。比如使用printf输出到串口，需要将fputc里面的输出指向串口,这一过程就叫重定向。
那么如何让STM32使用printf函数呢？
#include “stdio.h”//头文件一定不能忘
int fputc(int ch,FILE *p) //函数默认的，在使用printf函数时自动调用
{
USART_SendData(USART1,(u8)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
return ch;
}