嵌入式开发十八：USART串口通信实验

未来可期，静待花开~2024-06-26 15:10

上一节我们学习了串口通信的基本理论，串口通信是学习单片机的一个重要的一步，非常重要，这一节我们通过实验来学习串口通信的使用，以及串口的接收中断的使用。下面是简单的串口时序图，清晰的展示了数据的发送过程

一、发送单个字节uint8_t数据或者字符型数据

实现的功能：

STM32F4 通过串口和上位机通信，发送单个字节数据（0-255）或者字符给上位机，然后显示在电脑串口助手上。

my_usart.h文件内容

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>


void My_UsartInit(void);           //串口初始化
void Usart_SendByte(uint8_t date);  //发送一字节函数

#endif

my_usart.c文件内容

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include<stdio.h>   //对printf()函数进行重定向引入头文件


/******************************
    第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
    第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
    第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
    第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
    第五步：使能串口
    
*/



void My_UsartInit(void)
{
	//1.第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
	
	
	//2.第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
	
	//3.第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
	GPIO_InitTypeDef Struct1;
	Struct1.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
	Struct1.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_10;
	Struct1.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&Struct1);
	
		
	//4.第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef Struct2;
	Struct2.USART_BaudRate=115200;                                        //设置波特率
	Struct2.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                        //数据位8位
	Struct2.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //无校验位
	Struct2.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                           //1位停止位
	Struct2.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //不需要硬件流控
	Struct2.USART_Mode=	USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;                //设置usart1既可以接收也可以发送
	USART_Init(USART1,&Struct2);
	
	//5.第五步：使能串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
	
}


//发送一字节（一个字符）函数
void Usart_SendByte(uint8_t data)
{
	USART_SendData(USART1,data);       //这是一个库函数，用于将一个字节的数据写入USART的数据寄存器                               
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	
}
	


//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

main.c代码

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include "myusart.h"

int main(void)
{
	My_UsartInit();
	
	
	printf("发送一个字节：\n");
	Usart_SendByte('a');
    printf("\n");
	Usart_SendByte(97);
    printf("\n");
	while(1)
	{
				
	}
	
}

关键部分解读：

发送过程：调用串口发送函数USART_SendData()，但是需要保证在发送下一个字节之前，必须确保当前字节已被成功发送。否则可能会导致新数据写入时覆盖未发送完的数据，造成通信错误。因此，内部使用死循环来控制，调用库函数USART_GetFlagStatus()检查标志位来判断发送的状态！

  • 这个while循环的作用是等待USART的数据寄存器空标志（TXE）被置位。当发送数据寄存器（TDR）中有数据时，TXE标志为RESET。只有当TDR中的数据已被移到移位寄存器中，TXE标志才会被置位。当TXE标志为SET时，表示发送数据寄存器已空，可以发送下一个字节
  • 具体来说，发送数据过程包括：
    1. 将数据写入TDR。
    2. 数据从TDR移到移位寄存器。
    3. 当移位寄存器开始发送数据时，TDR变空，TXE标志被置位。
  • while循环确保在TDR变空之前不会发送新的数据，从而避免数据丢失或覆盖。

二、发送一个16位的数据uint16_t

实现的功能：

STM32F4 通过串口和上位机通信，发送两个字节数据（16位）给上位机，然后显示在电脑串口助手上。我们知道串口通信一次只能发送8位的数据，那么如何实现一次发16位呢？

my_usart.h文件内容

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>


void My_UsartInit(void);           //串口初始化
void USART_SendHalfWord(uint16_t data);  //发送两个字节函数

#endif

my_usart.c

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include <stdio.h>   //对printf()函数进行重定向引入头文件


/******************************
    第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
    第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
    第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
    第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
    第五步：使能串口
    
*/



void My_UsartInit(void)
{
	//1.第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
	
	
	//2.第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
	
	//3.第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
	GPIO_InitTypeDef Struct1;
	Struct1.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
	Struct1.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_10;
	Struct1.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&Struct1);
	
		
	//4.第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef Struct2;
	Struct2.USART_BaudRate=115200;                                        //设置波特率
	Struct2.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                        //数据位8位
	Struct2.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //无校验位
	Struct2.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                           //1位停止位
	Struct2.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //不需要硬件流控
	Struct2.USART_Mode=	USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;                //设置usart1既可以接收也可以发送
	USART_Init(USART1,&Struct2);
	
	//5.第五步：使能串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
	
}


//发送两个字节（16位）数据函数
void USART_SendHalfWord(uint16_t data) 
{
    // 分离高8位和低8位
    uint8_t tmp_h = data >>0x08;//将date右移8位，取得高8位数据并赋值给tmp_h。右移8位相当于将高8位移到低8位的位置，高8位的原位置被0填充。
    uint8_t tmp_l = data & 0xFF;//将date和0xff（255，二进制为11111111）高八位为0，进行按位与运算，取得低8位数据并赋值给tmp_l。按位与运算将高8位清零，仅保留低8位。

    // 发送高8位
	USART_SendData(USART1, tmp_h);  
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    

    // 发送低8位
	USART_SendData(USART1, tmp_l);
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    
}
	


//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

main.c

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include "myusart.h"

int main(void)
{
	My_UsartInit();
		
	//发送两个字节的数据
	USART_SendHalfWord(0xffee);
    	
	while(1)
	{
		  
          		
	}
	
}

关键部分解读：

串行通信接口通常一次只能处理8位数据，那么，我们就可以通过位运算拿到数据的高八位和低八位分别发送，Usart_SendHalfWord函数将16位数据分成两个8位数据（高8位和低8位），然后分别通过Usart_SendByte函数发送出去。这种方式在串行通信中很常见。

使用示例

假设我们有一个要发送的16位数据0x1234：

  1. tmp_h = 0x12：0x1234右移8位得到高8位0x12。
  2. tmp_l = 0x34：0x1234和0xff按位与得到低8位0x34。
  3. 调用Usart_SendByte(pUSARTx, 0x12)发送高8位。
  4. 调用Usart_SendByte(pUSARTx, 0x34)发送低8位。

这确保16位数据能够通过支持8位传输的USART接口完整发送。

三、发送8位的数组（uint8_t）

实现的功能：

STM32F4 通过串口和上位机通信，发送一个数组（每个元素都是uint8_t类型）或者字符数组给上位机，然后显示在电脑串口助手上。

my_usart.h

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>


void My_UsartInit(void);           //串口初始化
void Usart_SendByte(uint8_t date);  //发送一字节函数
void USART1_SendArray(uint8_t *array, uint16_t length);//发送一个数组
#endif

my_usart.c

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include<stdio.h>   //对printf()函数进行重定向引入头文件


/******************************
    第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
    第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
    第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
    第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
    第五步：使能串口
    
*/



void My_UsartInit(void)
{
	//1.第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
	
	
	//2.第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
	
	//3.第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
	GPIO_InitTypeDef Struct1;
	Struct1.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
	Struct1.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_10;
	Struct1.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&Struct1);
	
		
	//4.第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef Struct2;
	Struct2.USART_BaudRate=115200;                                        //设置波特率
	Struct2.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                        //数据位8位
	Struct2.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //无校验位
	Struct2.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                           //1位停止位
	Struct2.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //不需要硬件流控
	Struct2.USART_Mode=	USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;                //设置usart1既可以接收也可以发送
	USART_Init(USART1,&Struct2);
	
	//5.第五步：使能串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
	
}


//发送一字节函数
void Usart_SendByte(uint8_t data)
{
	USART_SendData(USART1,data);                                   
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	
}
	
//发送一个数组
void USART1_SendArray(uint8_t *array, uint16_t len)
{
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
    {
        Usart_SendByte(array[i]);
    }
}

//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

main.c

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include "myusart.h"

int main(void)
{
	My_UsartInit();
	
	// 要发送的字节数组
	uint8_t dataArray1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int len =sizeof(dataArray1) / sizeof(dataArray1[0]);
	
	// 发送一个数组	
    USART1_SendArray(dataArray1, len);

    while (1)
    {
		    
    }
			
}

四、发送字符串数据

实现的功能：

STM32F4 通过串口和上位机通信，发送字符串给电脑，然后显示在电脑串口助手上。

my_usart.h文件内容

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>


void My_UsartInit(void);           //串口初始化
void USART1_SendString(char *str);  //发送一个字符串
#endif

my_usart.c文件内容

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include<stdio.h>   //对printf()函数进行重定向引入头文件


/******************************
    第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
    第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
    第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
    第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
    第五步：使能串口
    
*/



void My_UsartInit(void)
{
	//1.第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
	
	
	//2.第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
	
	//3.第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能
	GPIO_InitTypeDef Struct1;
	Struct1.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
	Struct1.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_10;
	Struct1.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&Struct1);
	
		
	//4.第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef Struct2;
	Struct2.USART_BaudRate=115200;                                        //设置波特率
	Struct2.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                        //数据位8位
	Struct2.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //无校验位
	Struct2.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                           //1位停止位
	Struct2.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //不需要硬件流控
	Struct2.USART_Mode=	USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;                //设置usart1既可以接收也可以发送
	USART_Init(USART1,&Struct2);
	
	//5.第五步：使能串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
	
}


//发送一个字符串
void USART1_SendString(char *str)
{
    while (*str!='\0')
    {
        USART_SendData(USART1,*str);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
		str++;
		
    }
}



//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

main.c内容：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include "myusart.h"

int main(void)
{
	My_UsartInit();
	
	 // 要发送的字符串
    char *dataString = "Hello World!";
	
	// 发送字符串
	printf("发送一个字符串：\n");
    USART1_SendString(dataString);
	printf("\n");
    while (1)
    {  
		       
    }
		
			
}

五、单片机接收电脑发送的数据显示在串口助手上（接收中断）

使用串口接收中断可以让CPU在没有数据到达时执行其他任务，而不需要浪费时间轮询接收寄存器。这提高了CPU利用率和系统效率，检查标志位判断是否发生接收中断（USART_IT_RXNE），如果是，读取接收到的数据，然后通过清除接收中断标志以准备接收下一个字节。

实现的功能：

将接收数据设置为接收中断**，**当上位机发送数据到STM32F407的USART1时，STM32会接收这个数据并通过中断处理函数将数据发送回上位机。上位机的串口助手会显示发送和接收的数据。

my_usart.h

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>



void USART1_Config(void);        //串口配置
void USART1_SendByte(uint8_t data); //发送一个字节函数
void USART1_IRQHandler(void);      //中断服务函数
#endif

my_usart.c

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include<stdio.h>   //对printf()函数进行重定向引入头文件


/******************************
      第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
      第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
      第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
      第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
      第五步：开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。
      第六步：使能串口。
      第七步:编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。
                         
*/


void USART1_Config(void)
{
    //第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
	//第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);

    // 第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  
    // 第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef   USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    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;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 第五步：开启中断并且初始化 NVIC，使能USART1接收中断
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 第六步：使能串口
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
	
}

//发送一字节函数
void USART1_SendByte(uint8_t data)
{
	USART_SendData(USART1,data);                                   
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	
}
	

// 第七步:编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {
        // 读取接收到的数据
        uint8_t receivedData = USART_ReceiveData(USART1);

        // 将接收到的数据发送回电脑
        USART1_SendByte(receivedData);

        // 清除中断标志
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
    }
}



//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

main.c

cpp 复制代码 
#include "myusart.h"

int main(void)
{
    // 配置USART1
    USART1_Config();

    while (1)
    {
        // 主循环中无需处理接收数据，接收数据在中断中处理
    }
}

六、向单片机发送指令点亮LED

实现的功能：

STM32F4 通过串口和上位机通信，发送字符串（指令）： open(通过串口助手)，然后单片机接收，点亮LED灯；

本实验主要是串口通信的控制功能，演示串口通信可以增强硬件的能力！

my_led..h

cpp 复制代码 
#ifndef __MYLED_H
#define __MYLED_H

void LED_Init(void);

#endif

my_led.c

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"                  // Device header
#include "myled.h"

/*开时钟  打开外设对应的时钟（查看参考手册，该外设挂在哪个数据总线上），对应GPIO在哪条总线开哪条
	GPIOF外设 挂在AHB1总线上，所以要打开AHB1的时钟，双击函数，右键->go to definition*/


void LED_Init(void)
{
    //第一步：使能GPIOF的时钟 
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能 GPIOF 时钟
	
   //第二步：GPIOF9,F10 初始化设置
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;//LED0 和 LED1 对应 IO 口
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIO

   //第三步：设置灯的初始状态
   GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10);//GPIOF9,F10 设置高电平，灯灭
}

my_usart.h

cpp 复制代码 
#ifndef  __MY_USART1_H__
#define  __MY_USART1_H__
#include <stdint.h>



void USART1_Config(void);        //串口配置
void USART1_IRQHandler(void);  
#endif

my_usart.c

cpp 复制代码 
#include "stm32f4xx.h"
#include "myusart.h"
#include "myled.h"
#include "string.h"
#include <stdio.h>   


/******************************
      第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
      第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
      第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
      第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
      第五步：开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。
      第六步：使能串口。
      第七步:编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。
                         
*********************************/

void USART1_Config(void)
{
    //第一步：串口时钟使能，GPIO 时钟使能
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
	//第二步：设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);

    // 第三步：GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  

    // 第四步：串口初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
	USART_InitTypeDef   USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    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;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 第五步：开启中断并且初始化 NVIC，使能USART1接收中断
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 第六步：使能串口
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
	
}



// 第七步:编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)
// USART1中断服务程序
void USART1_IRQHandler(void) 
{
    // 检查USART1是否接收到数据
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) 
	{
                // 读取接收到的字符
                char received_char = USART_ReceiveData(USART1);
        
               // 存储接收到的字符串的缓冲区
               static char buffer[10];
               static uint8_t index = 0;

               if (received_char != '\n' && received_char != '\r')//接收数据的结束标志
		       {
                   // 将字符存储到缓冲区
                   buffer[index] = received_char;
			       index++;
               } 
		       else
		      {
                   //将字符串末尾设置为'\0'
                   buffer[index] = '\0';
                   index = 0;    //置0，为下一次存储做准备

                   // 检查接收到的字符串是否为"open"
                   if (strcmp(buffer, "open") == 0) 
			      {
                        // 点亮LED灯
				        GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9| GPIO_Pin_10);    
                  }
              }
    }
}





//对printf()函数进行重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1,ch);                                    //通过串口发送数据，每次发送一个字符
	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);    //等待发送完毕
	return ch;
}

**注意：因为我们在程序上面设置了必须输入回车或者换行，串口才认可接收到的数据，所以必须在发送数据后再发送一个回车符， 这里 XCOM 提供的发送方法是通过勾选发送新行实现，如图，只要勾选了这个选项，每次发送数据后，XCOM 都会自动多发一个回车(0X0D+0X0A)。**设置好了发送新行，我们再在发送区输入发送的命令：open，然后单击发送，这样灯便会点亮！

main.c代码：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include "myusart.h"
#include "myled.h"

int main(void)
{
    
    LED_Init();
    USART1_Config();
    while (1)
    {
        // 主循环中无需处理接收数据，接收数据在中断中处理
    }
}

七、主从机通信的两种方式

至此，我们的本次的学习就结束了。通过以上几个实验，相信对串口通信有了深入的理解，这一节我们就讲解到这里，希望能对大家的开发有帮助。 如有兴趣，感谢点赞、关注、收藏，若有不正地方，还请各位大佬多多指教！

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