USART串口通信（stm32）

一、串口通信

通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件系统

通信协议：制定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发

STM32F103C8T6 USART资源： USART1、 USART2、 USART3

自带波特率发生器，最高达4.5Mbits/s

可配置数据位长度（8/9）、停止位长度（0.5/1/1.5/2 -->一般都是一个停止位）

可选校验位（无校验/奇校验/偶校验-->一般不用）

SART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

支持同步模式（多一个输出时钟，之后变成同步通信--->一般不用）、硬件流控制（多一条硬件的线，如果接收方准备好接收则硬件线就置高电平，否则置低电平，这样就不会导致对方发送数据过快，没有处理的数据被覆盖-->一般不用硬件流方式）、DMA、智能卡、IrDA、LIN

二、接线规则

简单双向串口通信有两根通信线（发送端TX和接收端RX） ,TX与RX要交叉连接 ,当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片。

三、串口参数、时序

波特率：串口通信的速率（例如：1Mbps,则1S传输1000位数据）

起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平（空闲时是高电平）

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（例如：奇校验->包括校验位的9个数据中的1要为奇数（1110 1110 1），偶校验->包括校验位的9个数据位中的1要为偶数（1100 1100 0））

停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平（0.5/1/1.5/2）

四、数据发送和接收、寄存器、引脚图

发送数据寄存器（TDR）和接收数据寄存器（RDR）占用同一个地址，在程序中表现出来的只有一个DR寄存器，写的时候从TDR写进去，读的时候从RDR读。

发送移位数据寄存器：把数据一位一位的移出去

例发送：给TDR写入一个0X55（0101 0101）数据，此时硬件检测到写入数据了（数据在发送数据寄存器），就会检查移位寄存器是否有别的数据在移位，如果没有0x55就会整体全部进入移位数据寄存器，当数据从TDR数据寄存器进入移位寄存器时，会置一个TXE（TX　Ｅｍｐｔｙ发送数据寄存器空）的标志位，如果标志位是１，则说明发送数据寄存器为空，可以向发送数据寄存器继续写入数据。移位数据寄存器有数据时，在发送控制器的驱动下，将数据发送到TX。移位数据寄存器为空时TC标志位置１；（低位先行）

例接收：RX有数据时在接收控制器的驱动下将数据一位一位的移动到移位寄存器，当移位寄存器收满一个字节时，就会将数据整体一下子全部转移到数据寄存器（ＲＤＲ），接收移位寄存器是从高位往低位的方向移动（高位先行）。当RXNE置１是说明接收数据寄存器有数据

五、代码

#include "usart.h"
#include "stm32f10x.h"

void usart_init(void)
{
	
	GPIO_InitTypeDef gpioInit;			//定义配置GPIO的结构体
	USART_InitTypeDef usartInit;		//定义配置串口的结构体
	NVIC_InitTypeDef NVICInit;		    //定义配置中断控制的结构体
//1.配置时钟：  GPIO口的时钟，串口的时钟， 引脚复用的时钟
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//USART 中断的配置
	
//2.配置GPIO的结构体
	//配置PA9（TX）
	gpioInit.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
	gpioInit.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;
	gpioInit.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &gpioInit);
	
	//配置PA10（rx）
	gpioInit.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	gpioInit.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_10;
	GPIO_Init(GPIOA, &gpioInit);
	 
//3.配置串口的结构体
	usartInit.USART_BaudRate             = 115200;                 		  //配置波特率为9600
	usartInit.USART_HardwareFlowControl  = USART_HardwareFlowControl_None;//是否开启硬件流控模式
	usartInit.USART_Mode				 = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //设置模式为读和写方式
	usartInit.USART_Parity				 = USART_Parity_No;				  //设置奇偶校验位为空
	usartInit.USART_StopBits			 = USART_StopBits_1;			  //设置停止为1
	usartInit.USART_WordLength			 = USART_WordLength_8b;			  //设置发送或者接收的帧数为八字节
	USART_Init(USART1, &usartInit);                                       //初始化串口的结构体
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);											  //打开串口

//配置NVIC中断控制器
//	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVICInit.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVICInit.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVICInit.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVICInit.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVICInit);
	
}
//发送字符
void USARTSsendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)
{
	USART_SendData(USARTx,Data);  
	//等待发送数据寄存器中的数据被取走
	while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待高电平，数据发送完是高电平
}

//发送字符串，字符串所以数据都发送完之后才跳出中断
void USARTSsendStr(USART_TypeDef* USARTx, char *str)
{
	uint16_t i = 0;
	do
	{
		USARTSsendData(USARTx, *(str+i));
		i++;
		
	}while(*(str+i) != '\0');
	//等待发送移位寄存器（为空）
	while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC) == RESET);//等待高电平，数据发送完是高电平
	
}
//USART_FLAG_TC就是用来标志,发送移位寄存器中的数据有没有全部发送出去
//其实USART_FLAG_TXE就是用来标志一个事件的，通过它的值可以知道该事件有没有发生（即发送数据寄存器中的数据有没有被取走）。
//重定向输出函数
int fputc(int ch,FILE *F)
{
	USART_SendData(USART1,(uint8_t) ch);
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待高电平，数据发送完是高电平
	return ch;//内容是通过串口发送的，而不是这个返回值
	
}

//重定向输入
int fgetc(FILE *F)
{
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);//等待高电平，数据发送完是高电平
	return (int)USART_ReceiveData(USART1);						//高电平的时候，收到数据可以读出数据，0是没有数据
	
}


//void USART1_IRQHandler(void)
//{
//	char tmp; 
//	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) ==SET )
//	{
//		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
//		tmp = USART_ReceiveData(USART1);
//		USART_SendData(USART2, tmp);
//		while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成
//	}
//	
//}






/*
	    @arg USART_FLAG_CTS:  CTS Change flag (not available for UART4 and UART5) CTS标志位
  *     @arg USART_FLAG_LBD:  LIN Break detection flag							//LIN中断检测位
*     @arg USART_FLAG_TXE:  Transmit data register empty flag					//发送数据寄存器空标志位
*     @arg USART_FLAG_TC:   Transmission Complete flag						//发送完成空标志位
  *     @arg USART_FLAG_RXNE: Receive data register not empty flag			//接收数据寄存器非空标志位
  *     @arg USART_FLAG_IDLE: Idle Line detection flag						//空闲总线标志位
  *     @arg USART_FLAG_ORE:  OverRun Error flag							//溢出错误标志位
  *     @arg USART_FLAG_NE:   Noise Error flag								//噪声错误标注位
  *     @arg USART_FLAG_FE:   Framing Error flag							//帧错误标志位
  *     @arg USART_FLAG_PE:   Parity Error flag								//奇偶错误标志位
  * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
*/

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