STM32的串口實(shí)驗(yàn)（寄存器操作版本）
USART—通用同步異步收發(fā)接收器，是一個(gè)串行通信設(shè)備，可以和外部設(shè)備進(jìn)行靈活的全雙工數(shù)據(jù)交換，有別于USART還有一個(gè)UART（在原來(lái)的基礎(chǔ)上裁剪掉了同步通信功能（時(shí)鐘同步）），串行通信一般是以幀格式傳輸數(shù)據(jù)，一幀一幀的傳。
協(xié)議層：串口通信的一個(gè)數(shù)據(jù)包包含從起始信號(hào)開(kāi)始，直到停止信號(hào)的結(jié)束起始信號(hào)：一個(gè)邏輯0數(shù)據(jù)位表示。停止信號(hào)：0.5，1，1.5或2個(gè)邏輯1的數(shù)據(jù)位表示。0.5個(gè)停止位：智能卡模式下的接收數(shù)據(jù)時(shí)使用。1個(gè)停止位：停止位的默認(rèn)數(shù)值1.5個(gè)停止位：智能卡模式下的手法數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)時(shí)使用2個(gè)停止位：常規(guī)USART模式，單線模式以及調(diào)制解調(diào)器的模式。有效數(shù)據(jù)的基本長(zhǎng)度被約定為5，6，7，8.奇偶檢驗(yàn)（設(shè)置USART-CR1 的PS位）偶檢驗(yàn)：數(shù)據(jù)=00110101，里面數(shù)據(jù)1的個(gè)數(shù)位為偶數(shù)位，檢驗(yàn)位置“0”，當(dāng)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和偶數(shù)相同的時(shí)候，證明沒(méi)有出錯(cuò)，反之則錯(cuò)誤奇檢驗(yàn)：數(shù)據(jù) = 01110101，里面數(shù)據(jù)1的個(gè)數(shù)為奇檢位，檢驗(yàn)位置“1”,當(dāng)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和奇數(shù)相同，則證明沒(méi)有出錯(cuò)，反之錯(cuò)誤。當(dāng)然也會(huì)存在同時(shí)兩個(gè)位一塊出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致無(wú)法判斷是否位奇偶檢驗(yàn)的錯(cuò)誤，但發(fā)生的概率很低。
下面這張圖需要重點(diǎn)理解下面是對(duì)代碼的理解：首先先看這個(gè)圖，，可以看出USART_RX_STA類(lèi)似與一個(gè)16位的寄存器，前14位存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)，后面兩個(gè)分別檢測(cè)0X0D和0X0A。接下里分析:
void uart_init(u32 pclk2,u32 bound) { float temp; u16 mantissa; u16 fraction; temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIV mantissa=temp; //得到整數(shù)部分 fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小數(shù)部分 mantissa<<=4; mantissa+=fraction; RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口時(shí)鐘 RCC->APB2ENR|=1<<14; //使能串口時(shí)鐘 GPIOA->CRH&=0XFFFFF00F;//IO狀態(tài)設(shè)置 GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO狀態(tài)設(shè)置 RCC->APB2RSTR|=1<<14; //復(fù)位串口1 RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止復(fù)位 //波特率設(shè)置 USART1->BRR=mantissa; // 波特率設(shè)置 USART1->CR1|=0X200C; //1位停止,無(wú)校驗(yàn)位. #if EN_USART1_RX //如果使能了接收 //使能接收中斷 USART1->CR1|=1<<5; //接收緩沖區(qū)非空中斷使能 MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2);//組2，最低優(yōu)先級(jí) #endif }temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);這是一個(gè)計(jì)算公式，因?yàn)槭鼓艿氖谴?，而串口1是在APB2ENR寄存器里面（其余串口均在寄存器APB1ENR里面），因?yàn)锳PB2的頻率一般位72M，而APB1的頻率一般位36M。所以這里的pclk2為72M,而bound是你需要設(shè)置的波特率。USARTX-BRR：前四位為小數(shù)部分 ，后12位是整數(shù)部分，假設(shè)算出來(lái)的mantissa = 39.5，小數(shù)部分相當(dāng)于把1分成了16份，所以相當(dāng)于把0.5*16轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制存入。mantissa = temp的作用僅僅是:為了接下來(lái)將小數(shù)部分求出來(lái) fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小數(shù)部分 mantissa<<=4;這兩行代碼是為將十進(jìn)制的整數(shù)部分和小數(shù)部分，分別轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制。然后存入到波特率寄存器里面。緊接著使能串口1和PORTA時(shí)鐘（串口一對(duì)應(yīng)的IO口是PA9，PA10,需要拿跳帽連接在一起）.然后將IO口置零，然后分別進(jìn)行設(shè)置成一個(gè)輸入一個(gè)輸出，USART1->CR1|=0X200C; 設(shè)置成使能串口8個(gè)字長(zhǎng)1個(gè)停止位（USART_CR2中[13:12]默認(rèn)為“0”） MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2)將其分在組2里面，此時(shí)的搶占優(yōu)先級(jí)：響應(yīng)優(yōu)先級(jí)為 = 2:2,即（00-11）四種情況，而3：3的安排選擇了組2優(yōu)先級(jí)最小的一種情況。這樣可以先執(zhí)行上面的波特率賦值，以及串口使能等等操作，最后再進(jìn)行這行代碼運(yùn)行。接下來(lái)看下一部分:u16 USART_RX_STA=0; //接收狀態(tài)標(biāo)記 void USART1_IRQHandler(void) { u8 res; #if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS. OSIntEnter(); #endif if(USART1->SR&(1<<5)) //接收到數(shù)據(jù) { res=USART1->DR; if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成 { if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d { if(res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯(cuò)誤,重新開(kāi)始 else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 } else //還沒(méi)收到0X0D { if(res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000; else { USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0x3fff]=res; USART_RX_STA++; if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,重新開(kāi)始接收 } } } }起始階段: USART_RX_STA=0,對(duì)接受狀態(tài)的標(biāo)記。先通過(guò)狀態(tài)寄存器SR的RXNE是否為1，是1則接收到了數(shù)據(jù)，反之則沒(méi)有。緊接這定義一個(gè)res變量來(lái)接收從數(shù)據(jù)寄存器的一個(gè)字節(jié),然后此時(shí)USART_RX_STA為0，與0X8000進(jìn)行&運(yùn)算，結(jié)果為0，則未接受到，接著繼續(xù)進(jìn)行判斷，0X4000進(jìn)行與運(yùn)算，看是否為0，也是判斷是否接受道路0X0D，如果沒(méi)有接受到，則將這個(gè)res變量存放在數(shù)組里面，此時(shí)的USART_RX_STA為 0 與0X3fff進(jìn)行&運(yùn)算，大家算算會(huì)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗那?4位是數(shù)據(jù)位，所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)變量就會(huì)存放在BUF[0]里面,大概邏輯是這樣的:所以每個(gè)字節(jié)都會(huì)被存放到具體的數(shù)組位上 。if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,重新開(kāi)始接收當(dāng)數(shù)組越界的時(shí)候，則會(huì)重新開(kāi)始。接下來(lái)就會(huì)一直循環(huán)，當(dāng)數(shù)據(jù)位存滿后，接下來(lái)res里面接受的就是0X0D,先和上面一樣判斷USART_RX_STA是否接受到了0X0A和0X0D。接著執(zhí)行：if(res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;將USART_RX_STA的第十五位變?yōu)?，，接下來(lái)進(jìn)行下一次循環(huán)，這一次res接受到的值為0X0A,然后進(jìn)行判斷進(jìn)入到if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d { if(res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯(cuò)誤,重新開(kāi)始 else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 }所以執(zhí)行USART_RX_STA|=0x8000，使得USART_RX_STA的第十六位變?yōu)?。接下來(lái)看主函數(shù)部分:int main(void) { u8 t; u8 len; u16 times=0; Stm32_Clock_Init(9); //系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置 delay_init(72); //延時(shí)初始化 uart_init(72,9600); //串口初始化為9600 LED_Init(); //初始化與LED連接的硬件接口 while(1) { if(USART_RX_STA&0x8000) { len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 printf(" 您發(fā)送的消息為: "); for(t=0;tDR=USART_RX_BUF[t]; while((USART1->SR&0X40)==0);//等待發(fā)送結(jié)束 } printf(" ");//插入換行 USART_RX_STA=0; }else { times++; if(times%5000==0) { printf(" ALIENTEK MiniSTM32開(kāi)發(fā)板 串口實(shí)驗(yàn) "); printf("正點(diǎn)原子@ALIENTEK "); } if(times%200==0)printf("請(qǐng)輸入數(shù)據(jù),以回車(chē)鍵結(jié)束 "); if(times%30==0)LED0=!LED0;//閃爍LED,提示系統(tǒng)正在運(yùn)行. delay_ms(10); } } } if(USART_RX_STA&0x8000) 判斷是否接收到了0X0Alen=USART_RX_STA&0x3fff;舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子此時(shí)USART_RX_STA為1100000000000011和0X3fff進(jìn)行&運(yùn)算，得到的結(jié)果是3，自然就表示了當(dāng)前數(shù)組的大小。最后階段，重點(diǎn)理解以下兩行代碼:USART1->DR=USART_RX_BUF[t]; while((USART1->SR&0X40)==0);//等待發(fā)送結(jié)束分析如下:將每個(gè)組內(nèi)的信息存入到數(shù)據(jù)寄存器，此時(shí)數(shù)據(jù)寄存器將數(shù)據(jù)給TDR，發(fā)送信息的時(shí)候，是一位一位發(fā)送的，每一數(shù)據(jù)幀都有起始位，數(shù)據(jù)位，以及停止位，當(dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)寄存器的細(xì)信息發(fā)送完了（完全給了TDR）,此時(shí)狀態(tài)寄存器的TXE便變?yōu)?，當(dāng)檢測(cè)到TXE為1后，TC也會(huì)變?yōu)?（系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行）。所以第二行才會(huì)檢測(cè)這個(gè)狀態(tài)寄存器的第6位是否為1來(lái)判斷是否發(fā)送成功了這個(gè)字節(jié)。由此推出，直接判斷TXE也可以判斷發(fā)送是否完成所以代碼可以改為:for(t=0;tDR=USART_RX_BUF[t]; while((USART1->SR&0X80)==0);//等待發(fā)送結(jié)束
審核編輯 ：李倩
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原文標(biāo)題：老工程師：STM32的串口實(shí)驗(yàn)（寄存器操作版本）
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