串口通信原理和控制程序
以USART1為例的串口初始化
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201809/391492.htm本程序調用了STM32自帶的固件庫,工程中具體的文件見下圖:

一.GPIO及USART1初始化結構體變量定義
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;12
二.串口時鐘及GPIO端口時鐘使能
USART1是掛在APB2總線上的外設。
TX,RX分別是PA9,PA10端口的復用。

要使用到端口復用,就要使能端口的時鐘,并使能相應外設的時鐘。這里可使用|同時使能這兩個時鐘。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA"RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);1
三.TX,RX配置
GPIO端口模式的配置包括
確定需要配置的引腳
確定端口速度
確定端口工作模式
初始化該引腳
//USART1Tx(PA.09)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//復用推挽輸出GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1Rx(PA.10)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);12345678910
四.串口參數初始化
以下為默認的參數:
USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;//波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//收發模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//USART1使能12345678
至此,串口相關的配置已全部完成,接下來可以寫串口程序了。
五.串口程序
這里以STM32與PC通信為例。
例1.PC向STM32發送一個字符,STM32再將該字符發回去。
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=SET);//等待PC的消息order=USART_ReceiveData(USART1);//讀取收到的消息USART_SendData(USART1,order);//發送消息while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待數據發送完1234
關于兩次等待的說明:
RXNE和TC都是寄存器USART_SR中的位。當寄存器收到消息后,RXNE會置1,此時讀取消息可令其清零。當數據發送完成后,TC會置1,此時讀取狀態可令其清零。
例2.STM32向PC發一個字符串
字符串內容如下:
#defineSENDBUF_LEN23unsignedcharorder[SENDBUF_LEN]="01061111/11052121";123
發送程序如下:
for(i=0;iSR;//防止首字符丟失USART_SendData(USART1,order[i]);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}123456
關于USART1->SR作用的解釋:
STM32在復位時TC位被置1,因此while語句中的內容直接成立,while語句直接跳出,第一個字符還沒發送完,寄存器就發送了第二個字符,導致第一個字符被掩蓋。解決方法是在發送前先將TC為清零,方法是讀USART->SR。由此可知,在發字符串時,一定要先讀一次USART->SR,而例1中發一個字符時就不必要了,因為不會有第二個字符來覆蓋第一個字符。
調試中遇到的問題
無論PC發什么,STM32都沒有回應。調試過程:我把初始化的程序與網上眾多程序員寫的初始化程序做了比較,沒有發現不一樣的地方。接著我就懷疑USART_SendData(USART1,order)這句代碼中的order的數據類型有問題。這個函數的定義如下:
voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));assert_param(IS_USART_DATA(Data));/*TransmitData*/USARTx->DR=(Data&(uint16_t)0x01FF);}123456789
可知Data的數據類型是uint16_t,我就試著把order的數據類型分別改成了char,uint8_t,uint16_t,但問題仍無法解決(實際上,這個數據類型是沒有任何影響的)。
值得一提的是,之前我們設置USART1的參數時,一次發送的數據長度設置的是8位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;,那么為什么這里寫的卻是16位的無符號整型呢?看這句話USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);,可知理論上發送的內容應該是Data的低9位。然而,由于之前設置了數據長度為8位,故實際發送的內容只有低8位。那么為什么Data會&0x01ff呢?其實這多余的一位是用于奇偶校驗的,當需要配置奇偶校驗時,需要將數據長度設置為9位即USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;,記住,STM32的數據位是包括奇偶校驗位的,而PC上調試助手上的數據位仍需設置為8位,這樣互發數據才不會出問題。
回到之前的問題上來——更改完發現仍解決不了問題后,我在程序中加了一個LED閃爍程序,即接收數據之前LED亮,發送完數據后LED滅,結果發現LED始終是亮的。后改成LED先滅后亮,發現LED始終是滅的。故猜想程序卡死在了這兩句程序之間,接著懷疑到函數delay_ms()上,接著發現這個由淘寶賣家提供的delay_ms()函數需要先初始化才能使用。(這個延時函數不是簡單的for循環延時,比較復雜和精準,初始化函數為delay_init();)由于沒有初始化,導致程序死在這條語句上。
2. STM32發回來的內容與PC發送的內容不一致。調試過程:用示波器觀測數據,發現收發的數據都是正確的,但電平寬度不一致,由此得知兩者的波特率不一致,進一步計算得知是STM32的串口波特率不對。后發現程序默認的外部高速時鐘是8MHz,而我的板子上的晶振是11.0592MHz,故波特率計算錯誤。解決方法是更改頭文件stm32f10x.h中的HSE_VAULE,見下圖

需要說明的是,博主更改這里后仍不能接受到正確消息,當時我設置的波特率是1200,后來改成9600就正常了。博主沒有去深入了解寄存器,只能猜想STM32應該不支持過低的波特率吧。
3.當STM32向c51發送字符串時,c51接收不到正確的數據。我用示波器看了下PC向c51發送的波形,又看了下STM32向c51發送的波形,發送數據所用時間差不多,所以波特率應該是對的,波形由于太長,每個脈沖太窄,不好觀察,看起來也差不多。最后我讓STM32把之前發的數據發給PC,發現了問題——那就是之前提到的首字符丟失問題。
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