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串口实验1 实验目的(1) 理解串口的工作原理；(2) 学会STM32通过串口和计算机通信。
2 实验任务(1) 调用usart.c文件中相关函数及变量；(2) 通过计算机串口软件发送LED灯闪烁时间间隔实现串口对LED灯频率的控制。
3 实验说明STM32串口简介串口是MCU的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段。
现在基本上所有的MCU都会带有串口，STM32自然也不例外。
本实验将主要从库函数操作层面结合寄存器的描述，介绍如何设置串口，以达到最基本的通信功能，并且介绍如何通过USB串口和电脑通信。
串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：1) 串口时钟使能，GPIO时钟使能2) 串口复位3)GPIO端口模式设置4) 串口参数初始化6) 使能串口7) 编写中断处理函数与串口基本配置直接相关的几个固件库函数和定义主要分布在stm32f10x_usart.h和stm32f10x_usart.c文件中。
关于串口更详细的介绍，请参考《STM32 参考手册》第516页至548页，通用同步异步收发器一章。
4 预习要求(1) 串口参数包括哪些？分别有什么作用？(2) 复用功能下的串口GPIO模式有哪些？该如何配置？4实验步骤(1) 实训平台上PA9和PA10已经与TXD、RXD连接，串口硬件配置完成；(2) 将LED端口与对应IO口用导线连接；(3) 用数据线将串口与电脑的USB接口连接；(4) 复制上一个实验工程修改名称并保存为USART实验，并将工程文件名称修改为USART. uvprojx；(5) 编写main()函数，程序编译成功后下载程序到实训平台；(6) 打开串口调试助手XCOM V2.0，改变延时时间观察LED灯的变化。
硬件设计图6.1 PE5连接LED软件设计(1) 查看usart.c的代码。
在SYSTEM文件下双击usart.c，如图6.2所示。
图6.2 uart_init()函数图6.3 USART1_IRQHandler()函数对于NVIC中断优先级管理，参考STM32F1开发指南4.5中断优先级管理。
实验要求∙使用开发板上的串口向PC发送信息∙PC通过串口向开发板发送数据，CPU在接收到后，确认信息，并通过串口返回数据例如：开发板先发送一个字符‘c’，然后PC发送一个字符‘a’，开发板接收到后，再发送一个字符‘b’[编辑] 实验目的∙学习和掌握STM32的USART模块的工作原理和使用方法∙学习和掌握USART固件库的使用∙掌握串口中断的使用方法[编辑] 实验分析硬件分析：USART的工作原理软件分析：USART固件库USART实例[编辑] 开发板原理图设计MAX3232与主芯片的连接[编辑] 硬件知识点详见STM32F10XXX英文版参考手册RM0008-Reference Manual[编辑] USART通用同步异步收发器(USART)提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。
USART利用小数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。
它支持同步单向通信和半双工单线通信，也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据组织)SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。
它还允许多处理器通信。
使用多缓冲器配置的DMA方式，可以实现高速数据通信。
(表) USART模式支持[编辑] USART内部结构[编辑] 引脚定义任何USART双向通信至少需要两个引脚：接收数据输入(RX)和发送数据输出(TX)。
∙RX：接收数据输入。
通过过采样技术来区别数据和噪音，从而恢复数据。
∙TX：发送数据输出。
当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的I/O端口配置。
当发送器被激活，并且不发送数据时，TX引脚处于高电平。
在单线和智能卡模式里，此I/O口被同时用于数据的发送和接收。
在同步模式中需要下列引脚：∙CK：发送器时钟输出。
此引脚输出用于同步传输的时钟， (在起始位和停止位上没有时钟脉冲，软件可选地，可以在最后一个数据位送出一个时钟脉冲)。
数据可以在RX上同步被接收。
基于stm32的串口通信设计报告基于STM32的串口通信设计报告一、引言STM32微控制器因其高性能、低功耗和丰富的外设接口而广泛应用于各种嵌入式系统。
其中，串口通信（UART）是STM32中非常常用的一种通信方式，它允许微控制器与其他设备或计算机进行数据交换。
本报告将详细介绍基于STM32的串口通信设计。
二、STM32串口通信概述STM32的UART通信主要通过其通用同步/异步接收器发送器（USART）实现。
USART是一个全双工的串行通信接口，支持同步和异步两种模式。
它提供了一种可靠的通信方式，适用于低速和高速数据传输。
三、串口通信硬件设计1. 引脚配置：根据具体的STM32型号，选择适当的TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、RTS（请求发送）和CTS（清除发送）等引脚。
2. 电源与地：为UART模块提供稳定的电源和地线。
3. 电平转换：如果微控制器与外部设备之间的电平不匹配，需要进行电平转换。
四、串口通信软件设计1. 初始化UART：在开始通信之前，需要配置UART的各种参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验等。
这通常在STM32的初始化代码中完成。
2. 数据发送：通过使用HAL库或标准外设库函数，可以方便地发送数据。
一般来说，发送函数会将数据放入一个缓冲区，然后启动发送过程。
3. 数据接收：与发送类似，接收数据时，数据首先被读取到一个缓冲区中，然后可以通过中断或轮询方式进行处理。
4. 中断处理：为了提高效率，可以启用UART的中断功能。
当中断被触发时，相应的中断处理程序会被执行，用于处理接收或发送的数据。
五、示例代码与测试以下是一个简单的示例代码，展示了如何在STM32上使用HAL库进行UART通信：include "stm32f4xx_"UART_HandleTypeDef huart1;void SystemClock_Config(void);static void MX_GPIO_Init(void);static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();uint8_t txBuffer[] = "Hello, UART!";HAL_UART_Transmit(&huart1, txBuffer, sizeof(txBuffer), HAL_MAX_DELAY);while (1)// 循环等待，直到收到中断或手动终止程序}}```六、结论通过本报告，我们详细介绍了基于STM32的串口通信设计。
STM32串口间通信该工程主要实现了两块实验板之间的通信以及接收实验板和PC间的通信，通过发送实验板串口1发送数据，然后由接受实验板串口3接收数据后再又串口1发送出去通过PC查看实验效果。
发送串口及子函数配置：#include "sys.h" #include "usart.h"////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// char USART_TX_BUF[12]={"0123456789\r\n"}; // 发送缓冲void uart_init(u32 bound){//GPIO 端口设置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//USART1_TX PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//USART1_RX PA.10 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOA TING; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//Usart1 NVIC 配置//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; ////NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能//NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设NVIC 寄存器USART1//USART 初始化设置USART_ART_BaudRate = bound;// 一般设置为9600;USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_ART_Parity = USART_Parity_No;USART_ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);// 开启中断USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能串口}void Put_String(u8 *p){while(*p){USART_SendData(USART1, *p++); while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)== RESET){ } USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);}}//这些函数很有用所以附上来了void Uart_PutChar(u8 ch){USART_SendData(USART1, (u8) ch);while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){ }USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);//return ch;}void Uart_PutString(u8* buf,u8 len){u8 i;for(i=0;i<len;i++){Uart_PutChar(*buf++);发送 main 函数： #include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include"key.h" #include "usart.h" //串口实验 int main(void){u8 i=0; SystemInit();// 系统时钟等初始化 delay_init(72); // 延时初始化NVIC_Configuration();// 设置 NVIC 中断分组 2:2 位抢占优先级， 2 位响应优先级 uart_init(9600);// 串口初始化为 9600 LED_Init(); //LED 端口初始化 while(1) {//if(flag==1) Put_String((u8*)(USART_TX_BUF+i)); if(i>12) i=0; LED0=!LED0; delay_ms(250);} }接收端串口及子函数配置#include "sys.h" #include "usart.h" /******************************** char USART_RX_BUF[12]; u8 Rx_Lenght; u8 Rx_flg; void uart_init(u32 bound) {//GPIO 端口设置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC _APB2Periph_AFIO, ENABLE);//USART1_TX PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//USART1_RX PA.10 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOA TING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //Usart1 NVIC 配置//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;////NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能//NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 根据 NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 NVIC寄存器 USART1//USART 初始化设置串口试验 ********************************///接收缓冲 ,最大 12 个字节 .USART_ART_BaudRate = bound;// 一般设置为9600;USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_ART_Parity = USART_Parity_No;USART_ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);// 开启中断USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能串口}void uart3_init(u32 bound){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); //USART1_TX PB.9 PB.10GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//USART1_RX PB11GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOA TING; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//Usart1 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 根据NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设NVIC 寄存器USART1//USART 初始化设置USART_ART_BaudRate = bound;// 一般设置为9600;USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_ART_Parity = USART_Parity_No;USART_ART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);// 开启中断串口3USART_Cmd(USART3, ENABLE);// 使能串口3}/*void USART1_IRQHandler(void) // 串口1 中断服务程序{//u8 i=0;if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) // 接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a 结尾){flag1=1;USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE); //USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[i++]);}else{flag1=0;}}*//*void USART3_IRQHandler(void) // 串口3 中断服务程序{//u8 i=0;if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断( 接收到的数据必须是0x0d 0x0a 结尾){flag3=1;USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE);//USART_RX_BUF[i++]=USART_ReceiveData(USART3);}else{flag3=0;}}*/void USART3_IRQHandler(void){ u8 tmp;if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET){tmp=USART_ReceiveData(USART3);if(tmp!='\0'){Rx_Lenght=0; Rx_flg=1; USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE);else {USART_RX_BUF[Rx_Lenght]=tmp;Rx_Lenght++;}}void Put_String(u8 *p){while(*p){USART_SendData(USART1, *p++);while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)== RESET){ }USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);}}这也是两个函数同上可以参考参考/*void Uart_PutChar(u8 ch){/* Write a character to the USART */USART_SendData(USART1, (u8) ch);while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){ } USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);//return ch;}void Uart_PutString(u8* buf,u8 len){u8 i;for(i=0;i<len;i++){Uart_PutChar(*buf++);}}*/接收端处理main 函数：#include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include "key.h"#include "usart.h" //ALIENTEK Mini STM32 开发板范例代码3 //串口实验// 技术论坛:int main(void){u8 i=0;//u8 j;SystemInit();// 系统时钟等初始化delay_init(72); // 延时初始化NVIC_Configuration();// 设置NVIC 中断分组2:2 位抢占优先2 位响应优先级级，uart_init(9600);// 串口初始化为9600uart3_init(9600);LED_Init(); //LED 端口初始化while(1){ LED1=!LED1; delay_ms(250); Put_String((u8*)(USART_RX_BUF+i));i++; if(i>12) i=0;LED0=!LED0; delay_ms(250);//}。
STM32串口通信一、串口1.串口概述串口是单片机中最常用也是最简单的一种通信方式通信：两个或两个以上的设备进行数据交换串口是用于两个设备之间的异步全双工通信异步——》两个设备不需要共时钟全双工——》两个设备之间服务于数据交换的“线”有两根Tx：数据发送端，用于发送数据Rx：数据接收端，用于接收数据在使用串口进行通信时，要求通信双方必须在“同频道” “同频道” =》相同的通信协议，同时双方需要共地，也就是GND相连串口（USART)约定：通信时数据必须以“帧”的形式传递串口的一帧数据包括：起始位 + 数据位 + 校验位 + 停止位其中：1）起始位：固定是1个周期的低电平信号2）数据位：可由通信双方自行约定是 5 ~ 9 bits3）校验位：串口采用的是奇偶校验，可由通信双方自行约定4）停止位：可选的 0.5 ~ 2 个周期的高电平同时，为了同步通信双发的收发速度，还需要约定每秒钟传输的数据帧的数量，称为波特率，典型波特率有9600 115200 57600 ……2.STM32F4xx 串口控制器单片机中通常会集成有串口的控制器，用户通常只需要通过软件配置串口控制器就可以利用串口进行通信了！！SR：状态寄存器，每个比特位标志了串口控制器中不同的状态变化RXNE：接收数据寄存器非空标志1表示RDR寄存器中有数据，可以读取，0表示RDR寄存器中没有数据TXE：发送数据寄存器为空标志1表示TDR寄存器中没有数据，可以发送，0表示TDR寄存器中有数据不能发送（覆盖上一次发送的数据）3.STM32F4xx 中的串口实现以STM32F4xx USART1（串口1）与 PC通信为例串口转USB原理图串口原理图也就是说，当UART1的跳线帽接1-3 和2-4时，STM32的USART1 与 PC机就可以通过USB线通信（必须烧写或做调试串口）配置USART1作为调试串口与PC通信1）配置Rx和Tx引脚STM32中串口的Tx和Rx是由GPIO复用功能而来PA9 –>USART1_TxPA10 –> USART1_RXGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;/* 配置GPIO引脚复用为Rx Tx */ RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GP IOA,ENABLE); //使能GPIOA组时钟GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能模式GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //PA9 -> USART1_TxGPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//PA10-> USART1_Rx2）配置串口初始化/* 配置USART1 */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); //使能USART1的时钟（USART1 在APB2总线上）USART_ART_BaudRate = 9600; //指定波特率USART_ART_WordLength=USART_WordLength_8b; //指定数据位长度(通常是8bits) USART_ART_Parity = USART_Parity_No; //指定校验方式(通常不校验)USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1; //指定停止位(通常是1个停止)USART_ART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx; //指定收发模式USART_ART_HardwareFlowContr ol = USART_HardwareFlowControl_None;//指定硬件控制流（通常不要）USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);/* 开启串口，就可以开始通信 */USART_Cmd(USART1,ENABLE);3）串口收发函数//通过USART1发送1个字节void usart1_send_byte(char data)//USART_GetFlagStatus 用来获取串口SR寄存器中的指定标志位//获取TXE标志，判断其是否被设置（SET）while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_F LAG_TXE) != SET);//USART_SendData 用来通过指定串口发送数据USART_SendData(USART1,data);}char usart1_recv_byte(void){char ch = 0;while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_F LAG_RXNE) != SET);ch = USART_ReceiveData(USART1);return ch;}测试代码：char str[] = "HELLO";int i = 0;led_init();uart1_init();/* Infinite loop */while(1){GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);Delay(1000);GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);Delay(1000);for(i=0;i<7;i++){usart1_send_byte(str[i]);}}由于USART1的跳线帽接1-3和2-4，也就是通过USART1发送的数据经由USB线发送给了PC机此时，在PC上运行串口调试助手，则可以接收这些数据4）串口接收中断中断是指：当某件紧急的事件产生后，会打断CPU的正常执行顺序，转去执行中断处理程序，当中断处理程序执行完后，又回到原来被打断的位置继续执行的过程，被称为中断在串口应用中，我们不知道对方什么时候会发数据过来所以接收函数，并不适用 =》可能导致程序一直阻塞在while因此，我们需要借助中断来实现串口的数据接收串口中断配置：/* 配置串口1的接收中断*/ USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABL E);//USART_IT_RXNE接收数据寄存器不为空时产生中断配置了中断后，必须要配置 NVIC(中断控制器)/* 配置NVIC中断控制器 */NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //指定中断通道 xxx_IRQnNVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemption Priority = 2;//抢占优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriorit y = 2;//子优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);上述配置完成后，一旦对法发送数据到STM32就会触发串口1的中断此时还需要一个串口1的中断处理函数char ch = 0;void USART1_IRQHandler(void){//判断是由RXNE接收数据寄存器非空产生的中断if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXN E) == SET) {ch = USART_ReceiveData(USART1); //接收1个字节的数据USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_ RXNE);//清除中断标志}}。
