STM32的串口通信

目录

++[1. STM32的串口通信概述](#1. STM32的串口通信概述)++

++[2. 串口通信的发送与接收机制](#2. 串口通信的发送与接收机制)++

++[- 串口发送](#- 串口发送)++

++[- 串口接收](#- 串口接收)++

++[3. STM32中串口的配置方法](#3. STM32中串口的配置方法)++

++[4. 串口接收的两种实现方式](#4. 串口接收的两种实现方式)++

++[- 查询RXNE标志位](#- 查询RXNE标志位)++

++[- 使用中断](#- 使用中断)++

++[5. 总结](#5. 总结)++

STM32的串口通信

本文旨在记录学习过程中遇到的问题，并对串口通信在STM32中的应用进行总结。串口通信在STM32的实际使用中占据重要地位，本文将对其进行全面梳理。

1. STM32的串口通信概述

在STM32中，串口通信通过USART实现，支持与其他设备进行全双工、异步时钟控制的点对点数据传输。其对应的引脚为RX和TX，且STM32提供了USART1、USART2、USART3等多个串口资源。

串口通信的关键参数包括：

• 波特率：决定通信速率。

• 空闲位：通常为高电平。

• 起始位：低电平，标志数据帧的开始。

• 数据位：1为高电平，0为低电平，低位先行。

• 校验位：用于数据验证，可选奇校验、偶校验或无校验。

• 停止位：高电平，用于数据间隔。

数据传输以数据帧形式进行，每个数据帧由起始位、数据位和停止位组成，停止位可根据需求调整。

2. 串口通信的发送与接收机制

USART是STM32内部集成的硬件外设，能够自动生成数据帧时序并发送数据，同时也能接收数据帧并将其拼接成字节数据存储在寄存器中。配置好USART后，可通过读取数据寄存器实现数据的发送与接收。

串口发送与接收涉及以下重要寄存器：

• 发送数据寄存器（TDR）：用于写入待发送数据。

• 发送移位寄存器：将数据逐位移出。

• 接收数据寄存器（RDR）：存储接收到的数据。

• 接收移位寄存器：逐位读取RX引脚电平。

**串口发送**

在配置串口参数时，可选择8位或9位数据位。发送数据时，对TDR寄存器进行写操作，具体过程如下：

1. 检测发送移位寄存器是否正在移位。若无移位，则数据立即转移至移位寄存器，准备发送。

2. 数据移位时，TXE标志位被置1，表示TDR寄存器为空，可写入下一个数据。

3. 发送移位寄存器在发送器控制下向右移位，将数据逐位传输至TX引脚。

4. 数据移位完成后，TDR中的新数据再次转移到移位寄存器，重复上述过程。

**串口接收**

数据从RX引脚进入接收移位寄存器，逐位读取电平，移位八次后完成一个字节的接收。接收完成后，数据移至RDR寄存器，并置RXNE标志位，表示数据可读。

3. STM32中串口的配置方法

配置串口时，需明确以下几点：使用哪个串口外设、发送还是接收数据、相关参数配置以及是否使用中断。以下是串口发送的配置步骤：

1. 开启USART及GPIO时钟。

```c

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

```

2. 初始化GPIO口。根据需求配置发送或接收引脚，例如：

```c

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // USART2的TX端

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

```

3. 初始化串口参数，包括波特率、模式、校验位、停止位和数据位等：

```c

USART_InitTypeDef USART_InitStruct;

USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx; // 发送模式

USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_Init(USART2, &USART_InitStruct);

```

4. 使能串口：

```c

USART_Cmd(USART2, ENABLE);

```

5. 发送数据时，需判断TXE标志位状态：

```c

void Serial_SendByte(uint16_t Byte) {

USART_SendData(USART2, Byte);

while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);

}

```

4. 串口接收的两种实现方式

串口接收可通过查询或中断实现。查询方式通过不断检测RXNE标志位判断数据是否接收完成；中断方式则通过配置中断源和NVIC实现数据接收。

**查询RXNE标志位**

需配置串口RX引脚并添加接收模式：

1. 初始化RX引脚：

```c

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

```

2. 添加接收模式：

```c

USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

```

3. 在主程序中检测RXNE标志位：

```c

uint8_t RX_Data;

int main() {

Serial_Init();

Serial_SendByte(0x16);

while (1) {

if (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == SET) {

RX_Data = USART_ReceiveData(USART2);

Serial_SendByte(RX_Data);

}

}

}

```

**使用中断**

通过配置串口接收中断源和NVIC实现接收：

1. 配置中断输出控制：

```c

USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);

```

2. 配置NVIC：

```c

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

```

3. 编写中断服务函数：

```c

void USART2_IRQHandler(void) {

if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET) {

RX_Data = USART_ReceiveData(USART2);

Flag = 1;

USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);

}

}

```

5. 总结

本文详细介绍了STM32串口通信的发送与接收机制，以及串口的配置方法和接收实现方式。串口通信在嵌入式系统中应用广泛，掌握其配置与使用方法对于实际开发具有重要意义。如有不足之处，欢迎指正。