八、STM32串口通信

article/2025/10/14 8:33:47

一、串口通信

1.1串口通信物理层

1.2USB转串口模块

1.3串口通信的其他应用

1.4串口数据包的基本组成

二、串口的结构体与函数讲解

2.1串口讲解

2.2结构体讲解

2.3串口初始化函数讲解

三、串口发送字符

3.1如何配置串口的发送

3.2项目实战

四、串口的中断接收

4.1项目实战

五、重定向printf串口发送

一、串口通信

1.1串口通信物理层

串口通讯的物理层有很多标准及变种，我们主要讲解RS-232标准，RS-232标准主要规定了信号的用途、通讯接口以及信号的电平标准。

两个设备的“DB9接口”之间通过串口信号线建立起来连接，串口信号线中使用“RS-232标准”传输数据信号。由于RS-232电平标准的信号不能直接被控制器直接识别，所以这些信号会经过一个“电平转换芯片”转换成控制器能识别的“TTL标准”的电平信号，才能实现通讯。

TTL电平：数字芯片的电平，单片机。( 0 - 5v )

232电平：电脑串口的电平，负逻辑。(-3 - 15v)

1.2USB转串口模块

USB转串口模块主要应用于电脑和其他设备的连接。
使用的时候电脑需要安装电平转芯片驱动。

1.3串口通信的其他应用

原生串口通信主要用于设备和传感器之间的连接，不需要经过电平转换芯片直接只用TTL电平通信。
GPS模块、串口转wifi模块（ESP8266）、蓝牙模块（HCO5）

1.4串口数据包的基本组成

起始位：由一个逻辑0的数字位表示（第一个低电平）。
结束位：由0，5，1，1，5，2个逻辑的数据位表示（高电平）。
有效数据位：紧跟着起始位的就是有效数据位，长度为5，6，7或8位长。
校验位：可选，目的为数据抗干扰性。

校验方法有：

奇校验：有效数据和校验位中的 ‘1’ 的个数为奇数。10010110，四个1，校验位为1，加上一个位，九个位传输。
偶校验：有效数据和校验位中的 ‘1’ 的个数为偶数。10010110，四个1，校验位为0，加上一个位，九个位传输。
0校验：检验位总为0。
1校验：检验位总为1。
无校验：数据包不包含校验位。

二、串口的结构体与函数讲解

2.1串口讲解

USART:通用同步异步收发器
UART:通用异步收发器
nRTS:请求发送
nCTS:请求接收
区别：USART指单片机的一个IO端口模块，可以根据需要配置成同步模式（SPI，IIC）,也可以配置成异步模式（UART）,可以理解为USART为SPI、IIC对等的“协议”。UART则不是一个协议，为一个实体。

2.2结构体讲解

typedef struct
{uint32_t USART_BaudRate;            //波特率    配置波特率 115200/9600uint16_t USART_WordLength;          //字长      配置控制数据位的字长：八位/九位 uint16_t USART_StopBits;            //停止位    配置停止位0.5，1，1，5，2uint16_t USART_Parity;              //校验位    配置校验位 无，奇，偶uint16_t USART_Mode;                //USART模式 配置工作模式 收/发uint16_t USART_HardwareFlowControl; //硬件控制流              
} USART_InitTypeDef;

typedef struct
{uint16_t USART_Clock;     //同步时钟              配置是否打开uint16_t USART_CPOL;      //极性                  配置串口空闲为低电平uint16_t USART_CPHA;      //相位                  配置选择边沿uint16_t USART_LastBit;   //最后一个位的时钟脉冲   配置使能还是关闭} USART_ClockInitTypeDef;

2.3串口初始化函数讲解

//初始化函数
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);//串口使能函数
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);//中断配置函数
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);//串口发送函数
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);//串口接收读取函数
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);//获取相应的串口标志位
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);//中断状态位获取
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

三、串口发送字符

3.1如何配置串口的发送

配置时钟：GPIO的时钟，串口的时钟，引脚复用的时钟。
配置GPIO的结构体。
配置串口的结构体。
串口的发送。

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);//判断串口当前的状态

3.2项目实战

stm32f103c8t6: stm32f103c8t6各种外设的学习 - Gitee.com

四、串口的中断接收

4.1项目实战

在配置好串口后，如果需要串口的中断接收，则只需要

配置嵌套向量中断控制器NVIC
1. 注意使能 USART1的接受数据寄存器非空标志位
2. 注意配置NVIC结构体前，先要配置NVIC中断优先级组。
配置中断服务函数

8-串口的中断接收 · 宋小康/stm32f103c8t6 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

五、重定向printf串口发送

要使用printf();需要包含stdio.h,并勾选使用库
其实在使用printf时，就是在调用fputc。重定向printf的意思是：使用重定向的方法，重启fputc（）；

usart.c写入函数

//重定向printf:输出函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{USART_SendData( USART1, (uint8_t)ch );//将ch转化为无符号整型while( USART_GetFlagStatus( USART1,  USART_FLAG_TXE) == RESET);//判断串口当前的状态return (ch);
}
//重定向printf:输入函数
int fgutc(FILE *f)
{;while( USART_GetFlagStatus( USART1,  USART_FLAG_RXNE) == RESET);//判断串口当前的状态return (int)USART_ReceiveData( USART1);
}

主函数就可以使用printf(); 和 putchar();

#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include <stdio.h>
void delay(uint16_t time)
{uint16_t i = 0;while(time--){i = 12000;while(i--);}
}int  main()
{usart_init();while(1){printf("加油拿offer!\n");putchar('0');delay(1000);}}

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