三十、STM32的USART （串口发送+接收）

前言：在学习 STM32 的过程中，串口通信（USART）是最常用、也是最基础的外设之一。

它不仅可以用来输出调试信息，还常被用于与其他模块（如 GPS、蓝牙、WiFi、传感器等）之间进行通信。上一篇文章我们介绍了 STM32 USART 的发送功能，本文将重点讲解 USART 的接收机制 ------ 包括初始化配置、接收中断、数据读取与显示。同时，我们还将通过 OLED 显示模块来观察接收到的数据，从而直观了解整个数据流过程。相关发送的博客二十九、STM32的USART （串口发送）

[一、USART 接收原理简介](#一、USART 接收原理简介)

[二、USART 接收程序结构分析](#二、USART 接收程序结构分析)

[三、USART 初始化配置](#三、USART 初始化配置)

[四、SART 接收中断服务函数](#四、SART 接收中断服务函数)

一、USART 接收原理简介

USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步/异步收发器）是一种通用的串行通信接口。

在异步模式下，它主要依靠起始位和停止位来同步数据帧，而接收端通过中断机制检测并读取接收到的数据。

USART 的接收流程可以概括为以下几步：

当数据帧到达时，USART 硬件自动检测起始位；
数据按位采样后存入接收数据寄存器；
RXNE（接收缓冲非空）标志位置 1；
若使能了中断，CPU 会自动跳转到中断函数中；
用户代码读取寄存器数据；
读取后 RXNE 自动清零，等待下一次接收。

二、USART 接收程序结构分析

我们在本例中使用 USART1 进行通信。

引脚配置如下：

三、USART 初始化配置

复制代码

void Serial_Init(void)
{
    /* 开启时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    /* 配置 TX 引脚 PA9 为复用推挽输出 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* 配置 RX 引脚 PA10 为上拉输入 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* USART 参数配置 */
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;                            // 波特率
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;       // 启用收发模式
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    /* 开启接收中断 */
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

    /* NVIC 配置 */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /* 使能 USART1 */
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

这部分代码完成了：

✅ 时钟开启

✅ GPIO 配置（PA9 / PA10）

✅ 串口通信参数初始化

✅ 开启 RXNE 接收中断

✅ 配置 NVIC 优先级与中断入口

四、SART 接收中断服务函数

当串口接收到数据后，RXNE 标志位置 1，并自动触发中断。

以下是中断函数：

复制代码

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)  // 判断是否为接收中断
    {
        Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);        // 读取接收数据
        Serial_RxFlag = 1;                                // 设置标志位
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);   // 清除中断标志位
    }
}

注意：

读取 USART_ReceiveData() 后，RXNE 位会自动清零。
为了防止遗漏，也可以手动调用 USART_ClearITPendingBit() 清除标志。
中断函数名称必须与启动文件定义的保持一致，否则不会被调用。

五、接收标志位与数据读取函数

为了让主函数方便使用，我们定义了两个接口函数：

复制代码

uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
    if (Serial_RxFlag == 1)
    {
        Serial_RxFlag = 0;
        return 1;
    }
    return 0;
}

uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
    return Serial_RxData;
}

这样主循环中就可以用"轮询方式"来检测是否收到新数据。

六、主函数与数据回显

主函数的逻辑非常清晰：

1️⃣ 等待串口接收标志位；

2️⃣ 读取接收数据；

3️⃣ 通过串口将数据回传（即回显测试）；

4️⃣ 通过 OLED 显示接收的内容。

复制代码

int main(void)
{
    OLED_Init();                // 初始化 OLED
    OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");

    Serial_Init();              // 初始化串口

    while (1)
    {
        if (Serial_GetRxFlag() == 1)            // 检测是否接收到数据
        {
            RxData = Serial_GetRxData();        // 读取接收数据
            Serial_SendByte(RxData);            // 将数据回显
            OLED_ShowHexNum(1, 8, RxData, 2);   // 显示数据的十六进制值
        }
    }
}

七、运行结果与测试现象

打开串口调试助手，设置波特率为 9600。
向 STM32 发送任意字符（例如字母 A）。
OLED 显示屏上将显示接收到的数据（十六进制形式，如 0x41）。
串口助手也会收到 STM32 回传的相同数据。

八、总结

通过本次实验，我们实现了 STM32C8T6 的 USART 接收功能，并通过中断机制实现了高效、可靠的数据获取。

🔹 重点知识回顾：

USART 的接收由硬件自动检测起始位；
RXNE 标志位指示接收缓冲区状态；
中断方式比轮询方式更高效；
通过标志位机制实现主循环与中断的解耦；
接收到的数据可用于显示、处理或回传测试。