【STM32-学习笔记-7-】USART串口通信
文章目录
- USART串口通信
- Ⅰ、硬件电路
- Ⅱ、常见的电平标准
- Ⅲ、串口参数及时序
- Ⅳ、STM32的USART简介
- 数据帧
- 起始位侦测
- 数据采样
- 波特率发生器
- Ⅴ、USART函数介绍
- Ⅵ、USART_InitTypeDef结构体参数
- 1、USART_BaudRate
- 2、USART_WordLength
- 3、USART_StopBits
- 4、USART_Parity
- 5、USART_Mode
- 6、USART_HardwareFlowControl
- Ⅶ、串口发送数据
- 可变参数函数，模拟实现printf
- Ⅷ、串口接收数据（包含发送）
- Ⅸ、USART收发数据包
- 1、收发HEX数据包
- 2、收发文本数据包
USART串口通信
USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步/异步收发器）是一种用于串行通信的硬件模块，它支持同步（需要SCL时钟线）和异步两种通信模式
Ⅰ、硬件电路
TX为发送端，RX为接收端- 若是设备之间的电平标准不一致时，则需要加上电平转换芯片
Ⅱ、常见的电平标准
- TTL电平：
- 供电范围在0~5V
- 输出：
- 高电平1：
大于2.7V- 低电平0：
小于0.5V- 输入：
- 高电平1：
大于2.0V- 低电平0：
小于0.8V- TTL电平输入脚悬空时内部认为是高电平，且TTL电平输出不能驱动CMOS电平输入
- CMOS电平：
- 供电范围在3~15V
- 输出：
- 高电平1：
大于4.6V- 低电平0：
小于0.05V- 输入：
- 高电平1：
大于3.5V- 低电平0：
小于1.5V- LVTTL电平：
- 是TTL的一种低功耗变种，供电电压通常小于等于3.3V
- 输出：
- 高电平1：
大于2.4V- 低电平0：
小于0.4V- 输入：
- 高电平1：
大于2.0V- 低电平0：
小于0.8V- RS232电平：
- 输出：
-5~-15V输出1+5~+15V输出0- 输入：
-3~-15V输入1+3~+15V输入0- LVDS电平：
- 低电压差分信号，驱动器由驱动差分线对的电流源组成，电流通常为3.5mA
- 接收器具有很高的输入阻抗，输入端允许信号上携带的直流偏置电平范围为0.227~2.173V
- RS485电平：
- 采用差分传输方式，输出A、B之间的电压差：高电平：
+2~+6V，低电平：-2~-6V
- STM32使用的是TTL电平
Ⅲ、串口参数及时序
- 波特率（Baud Rate）：
- 波特率是串口通信中每秒传输的符号数，通常以bps（位/秒）为单位
- 波特率必须在通信双方之间匹配，否则会导致数据传输错误
- 数据位（Data Bits）：
- 数据位是指每个字符中用于传输实际数据的位数
- 常见的数据位设置有8位
- 停止位（Stop Bits）：
- 停止位是在每个字符传输结束后，用于标识字符结束的位数
- 可以是1位、1.5位或2位停止位
- 奇偶校验（Parity）：
- 奇偶校验是一种错误检测机制，通过在数据位后面添加一个校验位来实现
- 可以设置为无校验（None）、奇校验（Odd）、偶校验（Even）或标记/空格校验（Mark/Space）
波特率：串口通信的速率
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
- 一个数据帧10位
- 起始位：1bit
- 数据位：8bit（1byte）
- 停止位：1bit
- 一个数据帧11位
- 起始位：1bit
- 数据位：8bit
- 校验位：1bit
- 停止位：1bit
- 实测串口时序
Ⅳ、STM32的USART简介
USART是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里
自带波特率发生器，最高达4.5Mbits/s（可据此配置通讯的波特率）
可配置数据位长度（无校验位8bit，有校验位9bit）、停止位长度（0.5/1/1.5/2 确定了帧的间隔）
可选校验位（无校验/奇校验/偶校验）
支持同步模式（有时钟CLK输出）、硬件流控制（可控的发送和接收数据）、DMA（串口支持DMA转运数据）、智能卡、IrDA、LIN
STM32F103C8T6 USART资源： USART1（挂载在上APB2总线上）、 USART（APB1）、 USART3（APB1）
- 流控：
nCTS: 清除发送，若是高电平，在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送（判断对方是否准备好接收数据）nRTS: 发送请求，若是低电平，表明USART准备好接收数据（告诉对方自己是否准备好接收数据）
TXE和RXNE是判断发送状态和接收状态的重要标志位
TDR与RDR都是通过DR寄存器来实现其功能
数据帧
起始位侦测
数据采样
- 进行三次数据采样，增加容错
- 采样时钟是波特率的16倍
波特率发生器
发送器和接收器的波特率由波特率寄存器BRR里的DIV确定
计算公式：
波特率 = f P C L K 2 / 1 16 ∗ D I V 波特率 = \frac{f_{PCLK2/1} }{16 * DIV} 波特率=16∗DIVfPCLK2/1
解释：PCLK1或PLCK2的时钟频率除以16倍的DIV
- DIV分为整数部分（12bit）和小数部分（4bit），整数部分高位补0，小数部分低位补0
Ⅴ、USART函数介绍
// 重置指定的USART为默认值
void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);// 初始化指定的USART，根据初始化结构体配置参数
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
// 初始化USART初始化结构体的默认值
void USART_StructInit(USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
// 初始化指定的USART时钟，根据时钟初始化结构体配置参数
void USART_ClockInit(USART_TypeDef* USARTx, USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);
// 初始化USART时钟初始化结构体的默认值
void USART_ClockStructInit(USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);// 开启或关闭指定的USART
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 开启或关闭USART的中断
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);// 开启或关闭USART的DMA请求
void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);// 设置USART地址
void USART_SetAddress(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Address);// 配置USART唤醒模式
void USART_WakeUpConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_WakeUp);// 开启或关闭USART接收器唤醒功能
void USART_ReceiverWakeUpCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 配置USART LIN断裂检测长度
void USART_LINBreakDetectLengthConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_LINBreakDetectLength);// 开启或关闭USART LIN模式
void USART_LINCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 通过USART发送数据
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
// 通过USART接收数据
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);// 发送USART断点信号
void USART_SendBreak(USART_TypeDef* USARTx);// 设置USART保护时间
void USART_SetGuardTime(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_GuardTime);// 设置USART预分频器
void USART_SetPrescaler(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Prescaler);// 开启或关闭USART智能卡模式
void USART_SmartCardCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
// 开启或关闭USART智能卡NACK应答
void USART_SmartCardNACKCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
// 开启或关闭USART半双工模式
void USART_HalfDuplexCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 开启或关闭USART 8位过采样模式
void USART_OverSampling8Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 开启或关闭USART单线方法
void USART_OneBitMethodCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 配置USART IrDA模式
void USART_IrDAConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IrDAMode);// 开启或关闭USART IrDA模式
void USART_IrDACmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);// 获取USART标志状态
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
// 清除USART标志
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);// 获取USART中断状态
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
// 清除USART中断待处理位
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);Ⅵ、USART_InitTypeDef结构体参数
| 成员名称 | 描述 |
|---|---|
| uint32_t USART_BaudRate | USART通信波特率，使用公式计算：IntegerDivider = ((PCLKx) / (16 * USART_BaudRate)) |
| uint16_t USART_WordLength | 指定每帧传输或接收的数据位数量，可以是8位、9位等，取决于@ref USART_Word_Length |
| uint16_t USART_StopBits | 指定传输的停止位数量，可以是1位或2位，取决于@ref USART_Stop_Bits |
| uint16_t USART_Parity | 指定奇偶校验模式，包括奇校验、偶校验或无校验，取决于@ref USART_Parity |
| uint16_t USART_Mode | 指定是否启用接收或发送模式，取决于@ref USART_Mode |
| uint16_t USART_HardwareFlowControl | 指定是否启用硬件流控制模式，如RTS/CTS，取决于@ref USART_Hardware_Flow_Control成员名称 |
1、USART_BaudRate
- 类型：
uint32_t（无符号32位整数） - 用途：配置USART通信的波特率
- 说明：通过设置这个成员，可以定义USART通信的速率，即每秒传输的比特数。波特率的计算涉及到外设时钟频率（PCLKx）和这个成员的值。计算公式如前所述，用于确定整数除数和分数除数，以设置USART的时钟分频，确保正确的波特率
2、USART_WordLength
-
类型：
uint16_t（无符号16位整数） -
用途：指定每帧传输或接收的数据位数量
-
说明：这个参数决定了数据帧中数据位的长度。它可以是8位、9位等，具体值取决于@ref USART_Word_Length枚举
-
@ref USART_Word_Length：
-
配置USART（通用同步/异步收发传输器）的数据位长度 宏定义
- USART_WordLength_8b
- 值：
((uint16_t)0x0000) - 描述：定义了一个8位数据长度的宏。当USART配置为8位数据长度时，每个数据帧包含8个数据位
- 值：
- USART_WordLength_9b
- 值：
((uint16_t)0x1000) - 描述：定义了一个9位数据长度的宏。当USART配置为9位数据长度时，每个数据帧包含9个数据位
- 值：
宏函数
IS_USART_WORD_LENGTH(LENGTH)- 描述：这是一个宏函数，用于检查给定的数据位长度是否有效
- 参数：
LENGTH，代表USART的数据位长度 - 功能：检查
LENGTH是否等于USART_WordLength_8b或USART_WordLength_9b - 返回值：如果
LENGTH有效，返回1（真），否则返回0（假）
表格：
宏定义 值 描述 USART_WordLength_8b 0x0000 8位数据长度 USART_WordLength_9b 0x1000 9位数据长度 宏函数 描述 IS_USART_WORD_LENGTH(LENGTH) 检查LENGTH是否为有效的USART数据位长度 - USART_WordLength_8b
-
3、USART_StopBits
-
类型：
uint16_t（无符号16位整数） -
用途：指定传输的停止位数量
-
说明：这个参数定义了在数据帧结束后传输的停止位的数量，可以是1位或2位，具体值取决于@ref USART_Stop_Bits枚举
-
@ref USART_Stop_Bits：
-
定义了USART（通用同步/异步收发传输器）的停止位配置 宏定义
- USART_StopBits_1
- 值：
((uint16_t)0x0000) - 描述：定义了一个1个停止位的宏。在USART通信中，1个停止位是最常见的配置
- 值：
- USART_StopBits_0_5
- 值：
((uint16_t)0x1000) - 描述：定义了0.5个停止位的宏。这种配置不常见，主要用于某些特定的通信协议
- 值：
- USART_StopBits_2
- 值：
((uint16_t)0x2000) - 描述：定义了2个停止位的宏。这种配置用于提高数据传输的可靠性，特别是在噪声较大的通信环境中
- 值：
- USART_StopBits_1_5
- 值：
((uint16_t)0x3000) - 描述：定义了1.5个停止位的宏。这种配置同样不常见，主要用于某些特定的通信协议
- 值：
宏函数
IS_USART_STOPBITS(STOPBITS)- 描述：这是一个宏函数，用于检查给定的停止位设置是否有效
- 参数：
STOPBITS，代表USART的停止位设置 - 功能：检查
STOPBITS是否等于USART_StopBits_1、USART_StopBits_0_5、USART_StopBits_2或USART_StopBits_1_5中的任一个 - 返回值：如果
STOPBITS有效，返回1（真），否则返回0（假）
表格：
宏定义 值 描述 USART_StopBits_1 0x0000 1个停止位 USART_StopBits_0_5 0x1000 0.5个停止位 USART_StopBits_2 0x2000 2个停止位 USART_StopBits_1_5 0x3000 1.5个停止位 宏函数 描述 IS_USART_STOPBITS(STOPBITS) 检查STOPBITS是否为有效的USART停止位设置 - USART_StopBits_1
-
4、USART_Parity
-
类型：
uint16_t（无符号16位整数） -
用途：指定奇偶校验模式
-
说明：这个参数决定了是否启用奇偶校验，以及使用哪种类型的校验（奇校验、偶校验或无校验）。当启用校验时，计算出的校验位会被插入到传输数据的最高有效位（MSB）位置。具体值取决于@ref USART_Parity枚举
-
@ref USART_Parity：
-
定义了USART（通用同步/异步收发传输器）的奇偶校验配置 宏定义
- USART_Parity_No
- 值：
((uint16_t)0x0000) - 描述：定义了一个无奇偶校验的宏。当设置为无奇偶校验时，USART通信不包含校验位
- 值：
- USART_Parity_Even
- 值：
((uint16_t)0x0400) - 描述：定义了一个偶校验的宏。当设置为偶校验时，USART通信中的数据帧会包含一个校验位，使得数据位加上校验位的总和为偶数
- 值：
- USART_Parity_Odd
- 值：
((uint16_t)0x0600) - 描述：定义了一个奇校验的宏。当设置为奇校验时，USART通信中的数据帧会包含一个校验位，使得数据位加上校验位的总和为奇数
- 值：
宏函数
IS_USART_PARITY(PARITY)- 描述：这是一个宏函数，用于检查给定的奇偶校验设置是否有效
- 参数：
PARITY，代表USART的奇偶校验设置 - 功能：检查
PARITY是否等于USART_Parity_No、USART_Parity_Even或USART_Parity_Odd中的任一个 - 返回值：如果
PARITY有效，返回1（真），否则返回0（假）
表格：
宏定义 值 描述 USART_Parity_No 0x0000 无奇偶校验 USART_Parity_Even 0x0400 偶校验 USART_Parity_Odd 0x0600 奇校验 宏函数 描述 IS_USART_PARITY(PARITY) 检查PARITY是否为有效的USART奇偶校验设置 - USART_Parity_No
-
5、USART_Mode
-
类型：
uint16_t（无符号16位整数） -
用途：指定是否启用接收或发送模式
-
说明：这个参数决定了USART是处于接收模式、发送模式，还是两者都启用。具体值取决于@ref USART_Mode枚举
-
@ref USART_Mode：
-
定义了USART（通用同步/异步收发传输器）的工作模式 宏定义
- USART_Mode_Rx
- 值：
((uint16_t)0x0004) - 描述：定义了一个仅接收模式的宏。当设置为仅接收模式时，USART仅用于接收数据
- 值：
- USART_Mode_Tx
- 值：
((uint16_t)0x0008) - 描述：定义了一个仅发送模式的宏。当设置为仅发送模式时，USART仅用于发送数据
- 值：
宏函数
IS_USART_MODE(MODE)- 描述：这是一个宏函数，用于检查给定的工作模式设置是否有效
- 参数：
MODE，代表USART的工作模式设置 - 功能：检查
MODE是否为有效的接收模式、发送模式或两者的组合（即接收和发送模式）。它通过与0xFFF3进行按位与操作来确保只有接收和发送模式位被设置，其他位应为0。同时，也检查MODE不为0，因为0表示没有启用任何模式 - 返回值：如果
MODE有效，返回1（真），否则返回0（假）
表格：
宏定义 值 描述 USART_Mode_Rx 0x0004 仅接收模式 USART_Mode_Tx 0x0008 仅发送模式 宏函数 描述 IS_USART_MODE(MODE) 检查MODE是否为有效的USART工作模式设置 - USART_Mode_Rx
-
6、USART_HardwareFlowControl
-
类型：
uint16_t（无符号16位整数） -
用途：指定是否启用硬件流控制模式
-
说明：硬件流控制用于控制数据的传输速率，以防止接收器溢出。这个参数决定了是否启用硬件流控制，如RTS/CTS（请求发送/清除发送）。具体值取决于@ref USART_Hardware_Flow_Control枚举
-
@ref USART_Hardware_Flow_Control：
-
定义了USART（通用同步/异步收发传输器）的硬件流控制配置 宏定义解释
- USART_HardwareFlowControl_None
- 值：
((uint16_t)0x0000) - 描述：定义了一个无硬件流控制的宏。当设置为无硬件流控制时，USART通信不使用任何硬件流控制信号
- 值：
- USART_HardwareFlowControl_RTS
- 值：
((uint16_t)0x0100) - 描述：定义了一个仅使用请求发送（RTS）信号的硬件流控制宏。RTS信号用于通知接收设备是否准备好接收数据
- 值：
- USART_HardwareFlowControl_CTS
- 值：
((uint16_t)0x0200) - 描述：定义了一个仅使用清除发送（CTS）信号的硬件流控制宏。CTS信号用于通知发送设备是否应该开始发送数据
- 值：
- USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS
- 值：
((uint16_t)0x0300) - 描述：定义了一个同时使用RTS和CTS信号的硬件流控制宏。这种配置提供了双向的硬件流控制，以确保数据传输的同步和可靠性
- 值：
宏函数
IS_USART_HARDWARE_FLOW_CONTROL(CONTROL)- 描述：这是一个宏函数，用于检查给定的硬件流控制设置是否有效
- 参数：
CONTROL，代表USART的硬件流控制设置 - 功能：检查
CONTROL是否等于USART_HardwareFlowControl_None、USART_HardwareFlowControl_RTS、USART_HardwareFlowControl_CTS或USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS中的任一个 - 返回值：如果
CONTROL有效，返回1（真），否则返回0（假）
表格：
宏定义 值 描述 USART_HardwareFlowControl_None 0x0000 无硬件流控制 USART_HardwareFlowControl_RTS 0x0100 使用RTS硬件流控制 USART_HardwareFlowControl_CTS 0x0200 使用CTS硬件流控制 USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS 0x0300 同时使用RTS和CTS硬件流控制 宏函数 描述 IS_USART_HARDWARE_FLOW_CONTROL(CONTROL) 检查CONTROL是否为有效的USART硬件流控制设置 - USART_HardwareFlowControl_None
-
Ⅶ、串口发送数据
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h> //为了移植printf
//USART串口
//TX-->PA9void Serial_Init(void)
{//使能GPIO和USART时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//初始化GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//配置USARTUSART_InitTypeDef USART_InitStruct;USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//配置波特率USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//是否选择硬件流控USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx;//仅发送模式USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1个停止位USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据帧包含8个数据位USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);//初始化USATR1USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART串口通信
}//发送一个字节
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1, Byte);//发送一个字节//获取USART标志状态(等待)传输数据寄存器空标志while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendArray* 功能 通过串口发送数组* 参数 uint16_t* Arr数组指针* 参数 uint16_t Length数组长度* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendArray(uint8_t* Arr, uint16_t Length)
{uint16_t i = 0;for(i = 0;i<Length;i++){Serial_SendByte(Arr[i]);}
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendString* 功能 通过串口发送字符串* 参数 char* String（"xxxxxxx"）* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendString(char* String)
{while(*String != '\0'){Serial_SendByte(*String);String++;}
}//返回num的SQ次方（内部函数）
static uint32_t Serial_GetSquare(const int num, int SQ)
{uint32_t ret = 1;while(SQ--)ret *= num;return ret;
}
/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendNum* 功能 通过串口发送数字* 参数 数字，及数字长* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendNum(uint32_t Num, uint8_t Length)
{uint8_t i = 0;for(i = 0; i < Length; i++){Serial_SendByte((Num / Serial_GetSquare(10, Length - i - 1) % 10) + '0');//'\0'是为了偏移，可将数字转换为其对应的ASCII字符}
}//重定向printf，须勾选魔法棒中的Use MicroLlB
int fputc(int ch, FILE *stream)
{Serial_SendByte(ch);return ch;
}可变参数函数，模拟实现printf
#include <stdarg.h>void Serial_Printf(char* format, ...)
{char String[200];va_list arg;va_start(arg, format);vsprintf(String, format, arg);va_end(arg);Serial_SendString(String);
}
Ⅷ、串口接收数据（包含发送）
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h> //为了移植printf
//USART串口
//TX-->PA9
//RX-->PA10uint8_t Serial_RxData = 0;//接收的数据
uint8_t Serial_RxFlag = 0;//标志位void Serial_Init(void)
{//使能GPIO和USART时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//初始化发送GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//初始化接收GPIOGPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//配置USARTUSART_InitTypeDef USART_InitStruct;USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//配置波特率USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//是否选择硬件流控USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送+接收模式USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1个停止位USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据帧包含8个数据位USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);//初始化USATR1//开启USART的中断USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//设置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//配置嵌套向量中断控制器（NVIC）的优先级分组NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//选择IRQ通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//启用这个IRQ通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//设置抢占优先级为1NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//设置响应优先级为1NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART串口通信
}//发送一个字节
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1, Byte);//发送一个字节//获取USART标志状态(等待)传输数据寄存器空标志while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendArray* 功能 通过串口发送数组* 参数 uint16_t* Arr数组指针* 参数 uint16_t Length数组长度* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendArray(uint8_t* Arr, uint16_t Length)
{uint16_t i = 0;for(i = 0;i<Length;i++){Serial_SendByte(Arr[i]);}
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendString* 功能 通过串口发送字符串* 参数 char* String（"xxxxxxx"）* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendString(char* String)
{while(*String != '\0'){Serial_SendByte(*String);String++;}
}//返回num的SQ次方（内部函数）
static uint32_t Serial_GetSquare(const int num, int SQ)
{uint32_t ret = 1;while(SQ--)ret *= num;return ret;
}
/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendNum* 功能 通过串口发送数字* 参数 数字，及数字长* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendNum(uint32_t Num, uint8_t Length)
{uint8_t i = 0;for(i = 0; i < Length; i++){Serial_SendByte((Num / Serial_GetSquare(10, Length - i - 1) % 10) + '0');//'\0'是为了偏移，可将数字转换为其对应的ASCII字符}
}//重定向printf，须勾选魔法棒中的Use MicroLlB
int fputc(int ch, FILE *stream)
{Serial_SendByte(ch);return ch;
}
//**********************************************************************************
uint8_t Serial_GetFlag(void)//获取标志
{if(Serial_RxFlag == 1){Serial_RxFlag = 0;return 1;}return 0;
}uint8_t Serial_GetData(void)//获取数据
{return Serial_RxData;
}//中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断中断标志位{Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);Serial_RxFlag = 1;USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);}
}Ⅸ、USART收发数据包
1、收发HEX数据包
包头：
FF包尾：
FE
uint8_t Serial_RxPacketFlag = 0;//数据包标志位uint8_t Serial_RxPacket[4] = { 0 };//接收数据包的缓冲数组...
...
//**********************************************************************************
uint8_t Serial_GetPacketFlag(void)//获取数据包标志
{if(Serial_RxPacketFlag == 1){Serial_RxPacketFlag = 0;return 1;}return 0;
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendPacket* 功能 发送数据量为4字节的HEX数据包* 参数 Serial_RxPacket_4bt* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendPacket(uint8_t* Serial_RxPacket_4bt)
{Serial_SendByte(0xFF);//发送包头Serial_SendArray(Serial_RxPacket_4bt, 4);//发送数据Serial_SendByte(0xFE);//发送包尾
}//中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{static uint8_t RxState = 0;//初始化状态static uint8_t Count = 0;//记录接收数据的个数if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断中断标志位{uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);//获取数据if(RxState == 0)//等待包头{if(RxData == 0xFF)//接收到包头{RxState = 1;//转移至状态1Count = 0;}}else if(RxState == 1)//接收数据{Serial_RxPacket[Count] = RxData;Count++;if(Count >= 4){RxState = 2;//转移至状态2Count = 0;//状态清零}}else if(RxState == 2)//等待包尾{if(RxData == 0xFE)//接收到包尾{RxState = 0;//转移至状态0Serial_RxPacketFlag = 1;//接收到数据包表标志位} }USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);}
}2、收发文本数据包
包头：
@包尾：
换行符
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h> //为了移植printf
//USART串口
//TX-->PA9
//RX-->PA10#define RxPacket_Length_MAX 200 //接收文本数据包的最大长度
uint8_t Serial_RxPacketFlag = 0;//数据包标志位//需要手动清零char Serial_RxPacket[RxPacket_Length_MAX] = { 0 };//接收文本数据包的缓冲数组void Serial_Init(void)
{//使能GPIO和USART时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//初始化发送GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//初始化接收GPIOGPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//配置USARTUSART_InitTypeDef USART_InitStruct;USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//配置波特率USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//是否选择硬件流控USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送+接收模式USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1个停止位USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据帧包含8个数据位USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);//初始化USATR1//开启USART的中断USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//设置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//配置嵌套向量中断控制器（NVIC）的优先级分组NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//选择IRQ通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//启用这个IRQ通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//设置抢占优先级为1NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//设置响应优先级为1NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART串口通信
}//发送一个字节
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1, Byte);//发送一个字节//获取USART标志状态(等待)传输数据寄存器空标志while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendArray* 功能 通过串口发送数组* 参数 uint16_t* Arr数组指针* 参数 uint16_t Length数组长度* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendArray(uint8_t* Arr, uint16_t Length)
{uint16_t i = 0;for(i = 0;i<Length;i++){Serial_SendByte(Arr[i]);}
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendString* 功能 通过串口发送字符串* 参数 char* String（"xxxxxxx"）* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendString(char* String)
{while(*String != '\0'){Serial_SendByte(*String);String++;}
}//返回num的SQ次方（内部函数）
static uint32_t Serial_GetSquare(const int num, int SQ)
{uint32_t ret = 1;while(SQ--)ret *= num;return ret;
}
/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendNum* 功能 通过串口发送数字* 参数 数字，及数字长* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendNum(uint32_t Num, uint8_t Length)
{uint8_t i = 0;for(i = 0; i < Length; i++){Serial_SendByte((Num / Serial_GetSquare(10, Length - i - 1) % 10) + '0');//'\0'是为了偏移，可将数字转换为其对应的ASCII字符}
}//重定向printf，须勾选魔法棒中的Use MicroLlB
int fputc(int ch, FILE *stream)
{Serial_SendByte(ch);return ch;
}/*************************************************************************************** 名称 Serial_SendHEXPacket* 功能 发送数据量为4字节的HEX数据包* 参数 Serial_RxPacket_4bt* 返回值 无*****************************/
void Serial_SendHEXPacket(uint8_t* Serial_RxPacket_4bt)
{Serial_SendByte(0xFF);//发送包头Serial_SendArray(Serial_RxPacket_4bt, 4);//发送数据Serial_SendByte(0xFE);//发送包尾
}//中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{static uint8_t RxState = 0;//初始化状态static uint8_t Count = 0;//记录接收数据的个数if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断中断标志位{uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);//获取数据if(RxState == 0)//等待包头{if(RxData == '@' && Serial_RxPacketFlag == 0)//接收到包头(且防止传输过快导致数据错位){RxState = 1;//转移至状态1Count = 0;}}else if(RxState == 1)//接收数据{if(RxData == '\r')//判断是否是包尾1{RxState = 2;//转移至状态2}else{Serial_RxPacket[Count] = RxData;Count++;}}else if(RxState == 2)//等待包尾{if(RxData == '\n')//接收到包尾2{RxState = 0;//转移至状态0Serial_RxPacket[Count] = '\0';//添加结束标志位 Serial_RxPacketFlag = 1;//接收到数据包标志位}}USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);}
}.h头文件
#ifndef __SERIAL_H__ #define __SERIAL_H__ #include "stdint.h"extern char Serial_RxPacket[];//接收文本数据包的缓冲数组 extern uint8_t Serial_RxPacketFlag;//数据包标志位//需要手动清零void Serial_Init(void); void Serial_SendByte(uint8_t Byte); void Serial_SendArray(uint8_t* Arr, uint16_t Length); void Serial_SendString(char* String); void Serial_SendNum(uint32_t Num, uint8_t Length);void Serial_SendHEXPacket(uint8_t* Serial_RxPacket_4bt);//发送数据量为4字节的数据包#endif
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