USART文件夾介紹

usart 文件夾內(nèi)包含了 usart.c 和 usart.h 兩個文件。這兩個文件用于串口的初始化和中斷接收。這里只是針對串口 1，比如你要用串口 2 或者其他的串口，只要對代碼稍作修改就可以了。

usart.c里面包含了2個函數(shù)一個是void USART1_IRQHandler(void);另外一個是void uart_init(u32 bound);里面還有一段對串口 printf 的支持代碼，如果去掉，則會導(dǎo)致 printf 無法使用，雖然軟件編譯不會報錯，但是硬件上 STM32 是無法啟動的，這段代碼不要去修改。

printf 函數(shù)

這段引入 printf 函數(shù)支持的代碼在 usart.h 頭文件的最上方，這段代碼加入之后便可以通過 printf 函數(shù)向串口發(fā)送我們需要的內(nèi)容，方便開發(fā)過程中查看代碼執(zhí)行情況以及一些變量值。這 段代碼不需要修改，引入到 usart.h 即可。

這段代碼為：

//

//加入以下代碼,支持printf函數(shù),而不需要選擇use MicroLIB

#if 1

#pragma import(__use_no_semihosting)

//標準庫需要的支持函數(shù)

struct __FILE

{

int handle;

};

FILE __stdout;

//定義_sys_exit()以避免使用半主機模式

_sys_exit(int x)

{

x = x;

}

//重定義fputc函數(shù)

int fputc(int ch, FILE *f)

{

while((USART1->SR&0X40)==0);//循環(huán)發(fā)送,直到發(fā)送完畢

USART1->DR = (u8) ch;

return ch;

}

#endif

uart_init函數(shù)

串口設(shè)置的一般步驟可以總結(jié)為如下幾個步驟：

1. 串口時鐘使能，GPIO 時鐘使能
   2. 串口復(fù)位
   2. GPIO 端口模式設(shè)置
   2. 串口參數(shù)初始化
   2. 開啟中斷并且初始化 NVIC（如果需要開啟中斷才需要這個步驟）
   2. 使能串口
   2. 編寫中斷處理函數(shù)

下面，我們就簡單介紹下這幾個與串口基本配置直接相關(guān)的幾個固件庫函數(shù)。

這些函數(shù)和定義主要分布在 stm32f10x_usart.h 和 stm32f10x_usart.c 文件中。

1.串口時鐘使能。

串口是掛載在 APB2 下面的外設(shè)，所以使能函數(shù)為：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；

2.串口復(fù)位。

當(dāng)外設(shè)出現(xiàn)異常的時候可以通過復(fù)位設(shè)置，實現(xiàn)該外設(shè)的復(fù)位，然后重新配置這個外設(shè)達到讓其重新工作的目的。一般在系統(tǒng)剛開始配置外設(shè)的時候，都會先執(zhí)行復(fù)位該外設(shè)的操作。

復(fù)位的是在函數(shù) USART_DeInit()中完成：

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);//串口復(fù)位

比如我們要復(fù)位串口 1，方法為：

USART_DeInit(USART1); //復(fù)位串口 1

3.串口參數(shù)初始化。

串口初始化是通過 USART_Init()函數(shù)實現(xiàn)的:

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；

這個函數(shù)的第一個入口參數(shù)是指定初始化的串口標號，這里選擇 USART1。

第二個入口參數(shù)是一個 USART_InitTypeDef 類型的結(jié)構(gòu)體指針，這個結(jié)構(gòu)體指針的成員變量用來設(shè)置串口的一些參數(shù)。一般的實現(xiàn)格式為：

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率設(shè)置;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為 8 位數(shù)據(jù)格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //無奇偶校驗位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

//無硬件數(shù)據(jù)流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發(fā)模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

從上面的初始化格式可以看出初始化需要設(shè)置的參數(shù)為：波特率，字長，停止位，奇偶校驗位，硬件數(shù)據(jù)流控制，模式（收，發(fā)）。我們可以根據(jù)需要設(shè)置這些參數(shù)。

4.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。

STM32 的發(fā)送與接收是通過數(shù)據(jù)寄存器 USART_DR 來實現(xiàn)的，這是一個雙寄存器，包含了 TDR 和 RDR。當(dāng)向該寄存器寫數(shù)據(jù)的時候，串口就會自動發(fā)送，當(dāng)收到數(shù)據(jù)的時候，也是存在該寄存器內(nèi)。

STM32 庫函數(shù)操作 USART_DR 寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)是：

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

通過該函數(shù)向串口寄存器 USART_DR 寫入一個數(shù)據(jù)。

STM32 庫函數(shù)操作 USART_DR 寄存器讀取串口接收到的數(shù)據(jù)的函數(shù)是:

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

通過該函數(shù)可以讀取串口接受到的數(shù)據(jù)。

5.串口狀態(tài)。

串口的狀態(tài)可以通過狀態(tài)寄存器 USART_SR 讀取。USART_SR 的各位描述如下圖所示。

RXNE（讀數(shù)據(jù)寄存器非空），當(dāng)該位被置 1 的時候，就是提示已經(jīng)有數(shù)據(jù)被接收到了，并且可以讀出來了。這時候我們要做的就是盡快去讀取 USART_DR，通過讀 USART_DR 可以將該位清零，也可以向該位寫 0，直接清除。

TC（發(fā)送完成），當(dāng)該位被置位的時候，表示 USART_DR 內(nèi)的數(shù)據(jù)已經(jīng)被發(fā)送完成了。如果設(shè)置了這個位的中斷，則會產(chǎn)生中斷。該位也有兩種清零方式：

1）讀 USART_SR，寫USART_DR。

2）直接向該位寫 0。

在我們固件庫函數(shù)里面，讀取串口狀態(tài)的函數(shù)是：

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；

這個函數(shù)的第二個入口參數(shù)非常關(guān)鍵，它是標示我們要查看串口的哪種狀態(tài)，比如上面講解的RXNE(讀數(shù)據(jù)寄存器非空)以及 TC(發(fā)送完成)。例如：

我們要判斷讀寄存器是否非空(RXNE)，操作庫函數(shù)的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);

我們要判斷發(fā)送是否完成(TC)，操作庫函數(shù)的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

這些標識號在 MDK 里面是通過宏定義定義的：

#define USART_IT_PE ((uint16_t)0x0028)
#define USART_IT_TXE ((uint16_t)0x0727)
#define USART_IT_TC ((uint16_t)0x0626)
#define USART_IT_RXNE ((uint16_t)0x0525)
#define USART_IT_IDLE ((uint16_t)0x0424)
#define USART_IT_LBD ((uint16_t)0x0846)
#define USART_IT_CTS ((uint16_t)0x096A)
#define USART_IT_ERR ((uint16_t)0x0060)
#define USART_IT_ORE ((uint16_t)0x0360)
#define USART_IT_NE ((uint16_t)0x0260)
#define USART_IT_FE ((uint16_t)0x0160)

6.串口使能。

串口使能是通過函數(shù) USART_Cmd()來實現(xiàn)的，這個很容易理解，使用方法是：

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

7.開啟串口響應(yīng)中斷。

有些時候當(dāng)我們還需要開啟串口中斷，那么我們還需要使能串口中斷，使能串口中斷的函數(shù)是：

void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)

這個函數(shù)的第二個入口參數(shù)是標示使能串口的類型，也就是使能哪種中斷，因為串口的中斷類型有很多種。比如在接收到數(shù)據(jù)的時候（RXNE 讀數(shù)據(jù)寄存器非空），我們要產(chǎn)生中斷，那么我們開啟中斷的方法是：

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷，接收到數(shù)據(jù)中斷

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷，接收到數(shù)據(jù)中斷

USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC，ENABLE);

8.獲取相應(yīng)中斷狀態(tài)。

當(dāng)我們使能了某個中斷的時候，當(dāng)該中斷發(fā)生了，就會設(shè)置狀態(tài)寄存器中的某個標志位。經(jīng)常我們在中斷處理函數(shù)中，要判斷該中斷是哪種中斷，使用的函數(shù)是：

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT)

比如我們使能了串口發(fā)送完成中斷，那么當(dāng)中斷發(fā)生了， 我們便可以在中斷處理函數(shù)中調(diào)用這個函數(shù)來判斷到底是否是串口發(fā)送完成中斷，方法是：

USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)

返回值是 SET，說明是串口發(fā)送完成中斷發(fā)生。

串口實驗設(shè)計

硬件設(shè)計

本實驗需要用到的硬件資源有：

1） 串口 1

    串口 1 之前還沒有介紹過，本實驗用到的串口 1 與 USB 串口并沒有在 PCB 上連接在一起，需要通過跳線帽來連接一下。這里我們把 P6 的 RXD 和 TXD 用跳線帽與 PA9 和 PA10 連接起來。

連接上這里之后，我們在硬件上就設(shè)置完成了，可以開始軟件設(shè)計了。