stm32基础学习------串口的基本使用
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一、前言
本篇文章继续介绍stm32的一些基本使用，文章主要是介绍串口的基本使用，包括使用DMA和不使用DMA的方式发送数据和接收数据，关于串口的使用在代码量上较之前来说确实多了不少，说实话让我从头到尾写过去我也做不到，大家开始只需要了解基本的使用流程，用得多了有经验后自然能熟练使用。
三、准备工作
硬件：
- stm32F103C8T6开发板
- ST-LINK V2下载器一个
- USB转TTL模块一个
- 杜邦线若干+面包板
软件：
- Keil 5（没安装可以点击进入我的另一篇博客有详细下载及配置教程）
其他（需要自行下载，点击前往，下载template文件即可）：
- stm32工程模板（由于新建模板比较麻烦，初学还是找个工程模板吧，方便点）
电路图： 这里就不贴图了，因为比较简单，我用的板子上的PA9（TX）和PA10（RX）这两个引脚，只需要把usb转ttl模块的TX和RX接口与是stm32的交替连接，也就是TTL的TX接PA10，RX接PA9，最后共地即可。
三、编写代码
1. 用DMA方式
基本使用的整体流程主要如下：时钟配置（USART及GPIO）、引脚配置、USART配置、中断配置、DMA配置（发送和接收）、启动USART，还有配置对应USART的中断函数。
cpp
#include "stm32f10x.h"
#include "string.h"
uint8_t Serial_RxBuffer[100];
uint8_t Serial_TxBuffer[100];
char Serial_RxPacket[100]; //缓冲区
uint8_t Serial_RxFlag = 0;
uint16_t Serial_RxLength = 0;
// 声明发送函数
void uart_send_dma(uint8_t *data, uint16_t length);
void uart_send_string(char *str);
void uart_init(void)
{
// 1. 开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); // 开启USART1时钟（APB2总线）
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 开启GPIOA时钟（PA9、PA10引脚）
// 2. 初始化GPIO引脚：
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
// TX引脚（PA9）- 复用推挽输出模式，用于串口发送数据
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // PA9（USART1_TX）
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
// RX引脚（PA10）- 上拉输入模式，用于串口接收数据
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // PA10（USART1_RX）
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
// 3. 初始化USART串口参数：
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; // 波特率：115200 bits/s
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; // 使能发送和接收模式
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; // 无校验位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 1个停止位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位数据位
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 4. 初始化中断：
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 使能IDLE（空闲）中断，用于检测一帧数据接收完成
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设置中断优先级分组为组2（2位抢占优先级，2位响应优先级）
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // 中断通道：USART1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级为1（0-3，数值越小优先级越高）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 子优先级为1（0-3，数值越小优先级越高）
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 应用NVIC配置
// 5. 配置DMA（直接存储器访问）：
// 开启DMA时钟（DMA挂载在AHB总线上）
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
// 接收DMA配置（USART1_RX使用DMA1通道5）
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_DeInit(DMA1_Channel5); // 复位DMA1通道5到默认状态
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR; // 外设地址：USART1数据寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)Serial_RxBuffer; // 内存地址：接收缓冲区
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 传输方向：外设→内存（Peripheral Source）
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 100; // 缓冲区大小：100字节
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不递增（始终读取USART->DR）
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址递增（顺序存储到缓冲区）
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据宽度：字节
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据宽度：字节
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式：缓冲区满后自动从头开始覆盖
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; // 优先级：中等
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 非内存到内存模式（外设到内存）
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); // 应用配置到DMA1通道5
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); // 使能USART1的DMA接收请求
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); // 使能DMA1通道5
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5 | DMA1_FLAG_HT5 | DMA1_FLAG_TE5); // 清除DMA通道5的标志位（传输完成、半传输、传输错误）
// 发送DMA配置（USART1_TX使用DMA1通道4）
DMA_DeInit(DMA1_Channel4); // 复位DMA1通道4到默认状态
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR; // 外设地址：USART1数据寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)Serial_TxBuffer; // 内存地址：发送缓冲区
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 传输方向：内存→外设（Peripheral Destination）
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1; // 缓冲区大小：设为1（避免0导致的立即完成）
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不递增（始终写入USART->DR）
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址递增（顺序读取缓冲区数据）
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据宽度：字节
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据宽度：字节
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 普通模式：传输指定次数后停止
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; // 优先级：中等
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 非内存到内存模式
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure); // 应用配置到DMA1通道4
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); // 使能USART1的DMA发送请求
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); // 初始禁用！等待发送时再启用
// 6. 最后使能USART1串口
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能USART1，开始工作
}
// DMA发送函数（阻塞式）
void uart_send_dma(uint8_t *data, uint16_t length)
{
// 1. 等待DMA通道空闲（通过检查CNDTR或EN位）
// 方法1：检查DMA通道是否使能（读取CCR寄存器的EN位）
while((DMA1_Channel4->CCR & DMA_CCR1_EN) != 0);
// 2. 清除可能的完成标志
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
// 3. 复制数据到发送缓冲区
if(length > 100) length = 100; // 防止溢出
memcpy(Serial_TxBuffer, data, length);
// 4. 设置DMA传输数据长度
DMA1_Channel4->CNDTR = length; // 设置要发送的字节数
// 5. 启动DMA传输
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
// 6. 等待传输完成（阻塞等待）
while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4) == RESET);
// 7. 传输完成后禁用DMA通道，准备下一次发送
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
}
// 发送字符串的辅助函数
void uart_send_string(char *str)
{
uint16_t len = strlen(str);
if(len > 0) {
uart_send_dma((uint8_t*)str, len);
}
}
//串口中断函数
void USART1_IRQHandler(void){
//检查IDLE中断（空闲中断，表示一帧数据接收完成）
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) == SET){
//正确清除IDLE中断标志（必须的操作顺序）
//注意：IDLE中断标志清除需要先读SR，再读DR
(void)USART1->SR; // 读取状态寄存器
(void)USART1->DR; // 读取数据寄存器（关键：清除IDLE标志）
//关闭DMA接收通道（暂停DMA，防止数据在处理期间被覆盖）
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
//计算本次接收的数据长度
//CNDTR：DMA通道传输数据量计数器，每传输一个字节减1
//初始值=100，当前值=CNDTR，所以已接收字节数=100-CNDTR
uint16_t data_len = 100 - DMA1_Channel5->CNDTR;
//清空目标缓冲区并拷贝数据
if(data_len > 0){
memset(Serial_RxPacket, 0, 100); //清空整个目标数组
memcpy(Serial_RxPacket, Serial_RxBuffer, data_len); //复制数据到用户缓冲区
Serial_RxPacket[data_len] = '\0'; //添加字符串结束符
Serial_RxLength = data_len; //记录数据长度
Serial_RxFlag = 1; //标记有新数据需要处理
}
//重装DMA计数器，继续接收下一帧数据
//注意：循环模式下，只需重置CNDTR即可
DMA1_Channel5->CNDTR = 100; // 重置传输计数器
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); // 重新使能DMA接收
//清IDLE中断标志（可选，已在读DR时清除）
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
return;
}
}
int main(void)
{
uart_init();
while(1){
// 检查是否有新数据
if(Serial_RxFlag == 1){
// 回显接收到的数据（测试发送功能）
uart_send_string("Echo: ");
uart_send_string(Serial_RxPacket);
uart_send_string("\r\n");
// 清除接收标志，准备接收下一帧数据
Serial_RxFlag = 0;
}
}
}下载上面程序并烧录，打开keil的调试窗口，并按以下步骤进行设置，然后打开串口调试工具（网上有很多，随便一个都行，我这里也提供了我自己使用的，在我的gitee仓库也有，点击获取），设置好参数，发送想要的数据。
2. 中断方式（不使用DMA）
其实整体的流程差不多，中断方式要比DMA方式简单，但是DMA方式比较高效点，大家可以好好比对以下两种代码主要哪里不同，具体就不多说了，还是那句话，会用就行，下面就是中断方式的示例代码。
cpp
#include "stm32f10x.h"
#include "string.h"
// 全局变量
char Serial_RxPacket[100]; // 接收数据包缓冲区
uint8_t Serial_RxFlag = 0; // 接收完成标志
uint16_t Serial_RxLength = 0; // 接收数据长度
// 发送单个字节函数
void USART_SendByte(uint8_t data)
{
// 等待发送缓冲区为空
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// 发送数据
USART_SendData(USART1, data);
// 等待发送完成
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
}
// 发送字符串函数
void USART_SendString(char *str)
{
while(*str)
{
USART_SendByte(*str++);
}
}
void uart_init(void)
{
// 1. 系统时钟初始化（必须）
SystemInit();
// 2. 开启AFIO时钟（重要）
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
// 3. 开启USART1和GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 4. 初始化GPIO引脚
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
// TX - PA9（连接到PC的RX）
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initstructure);
// RX - PA10（连接到PC的TX）
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 浮空输入
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initstructure);
// 5. 初始化USART参数
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; // 波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
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);
// 6. 初始化中断（不用DMA，使用RXNE和IDLE中断）
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 与DMA不同之处,接收数据中断（每个字节触发）
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 空闲中断（检测帧结束）
// 7. 配置中断优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 8. 打开串口
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
// 串口中断函数（非DMA版本）
void USART1_IRQHandler(void)
{
static uint8_t rx_buffer[100]; // 临时接收缓冲区（类似DMA的Serial_RxBuffer）
static uint16_t rx_index = 0; // 接收索引（类似DMA的CNDTR）
// 1. 处理接收数据中断（RXNE）
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
{
// 读取接收到的字节（类似DMA自动搬运）
uint8_t rx_data = USART_ReceiveData(USART1);
/*存储到缓冲区（DMA自动完成，这里需要手动）
这里只针对字节数小于100的情况，if语句可写可不写
当然规范情况要写*/
if(rx_index < 100) // 防止溢出
{
rx_buffer[rx_index] = rx_data;
rx_index++;
}
else
{
// 缓冲区溢出，重置
rx_index = 0;
}
// 读取DR寄存器已自动清除RXNE标志
}
// 2. 处理IDLE中断（帧结束检测）
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) == SET)
{
// 正确清除IDLE中断标志（必须）
volatile uint32_t temp;
temp = USART1->SR; // 读取状态寄存器
temp = USART1->DR; // 读取数据寄存器 - 清除IDLE标志
(void)temp;
// 3. 计算接收长度（类似DMA的 data_len = 100 - CNDTR）
// 这里直接是索引值（规定数据数小于100字节的情况下！！）
uint16_t data_len = rx_index;
// 4. 处理接收到的数据（类似DMA的中断处理）
if(data_len > 0)
{
// 清空目标缓冲区并拷贝数据
memset(Serial_RxPacket, 0, sizeof(Serial_RxPacket));
memcpy(Serial_RxPacket, rx_buffer, data_len);
Serial_RxPacket[data_len] = '\0';
Serial_RxLength = data_len;
Serial_RxFlag = 1; // 标记有新数据
}
// 5. 重置接收缓冲区（类似DMA的重装CNDTR = 100）
rx_index = 0;
// 可选：清空接收缓冲区
// memset(rx_buffer, 0, sizeof(rx_buffer));
}
}
int main(void)
{
// 初始化串口
uart_init();
// 主循环
while(1)
{
// 检查是否收到数据（类似DMA版本的检查）
if(Serial_RxFlag == 1)
{
Serial_RxFlag = 0; // 清除标志
// 处理接收到的数据
USART_SendString(Serial_RxPacket);
}
// 简单延时
for(volatile int i = 0; i < 1000; i++);
}
}同样烧录代码，跟上面DMA方式的操作流程一样，可以看到同样的效果，这里就不贴图了。
四、结束语
好了，stm32的基本使用------串口（USART）的使用先介绍到这，后续有时间我继续更新这方面的文章，敬请期待，我是"风行男孩"，咱有缘再见！（码字不易，转载请标明出处！若是文章有帮助，点个赞留个痕迹即可。）