学习目标

内容

通信方法

并行通信

串行通信

通信方向

通信方式

UART

特点

串口参数

通信流程

寄存器

USART_SR

USART_DR

USART_BRR

过程

代码

运行结果

遇到的问题

总结

学习目标

本节我们要学习的的是STM32的通信部分，主要介绍UART（通用异步收发器），是一种异步、全双工的通信方式。

内容

首先，我们先来介绍一下通信的基本知识，之前在51单片机的学习中我们也接触过UART，在此就不做详细介绍，感兴趣的同学请看51单片机基础——串口通信。

通信方法

并行通信

传输原理：数据各个位同时传输。
优点：速度快
缺点：占用引脚资源多

串行通信

传输原理：数据按位顺序传输。
优点：占用引脚资源少
缺点：速度相对较慢

通信方向

单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输
半双工：允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；
全双工：允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

通信方式

同步通信：带时钟同步信号传输。如SPI，IIC通信接口
异步通信：不带时钟同步信号。如UART(通用异步收发器),单总线

这是一些常见的串行通信接口，熟悉51单片机的同学应该都接触过，在此不做详细介绍，感兴趣可以去我的51单片机笔记一一了解。我们需要知道的是同步就需要时钟，半双工一般是需要一个输入输出端口，而全双工一般有两个。

UART

与51不同的是，STM32F407支持6个UART。但其他都是基本一样的，所以理解起来还是比较简单的。

特点

简单双向串口通信有两根通信线（发送端TXD和接收端RXD）
TXD与RXD要交叉连接
当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
支持小数波特率发生器系统，提供精确的波特率。（通信双方事先约定好一种速度即波特率）
可配置的16倍过采样或8倍过采样，为速度容差与时钟容差的灵活配置提供了可能。
可配置的停止位（支持1或者2位停止位）
可编程的数据字长度（8位或者9位）
可配置的使用DMA多缓冲器通信
单独的发送器和接收器使能位
检测标志：
接收缓冲器；
发送缓冲器空；
传输结束标志；
多个带标志的中断源，触发中断（串行通信可以发送接收数据，接收到一个数据可以触发一个中断）
其他：校验控制、四个错误检测标志

串口参数

我们在使用通信之前，需要设置好串口通信所需的参数，如下所示。

起始位
数据位（8位或9位）
奇偶校验位（第9位）
停止位（1、15、2位）
波特率设置

通信流程

红色代表发送，蓝色代表接收，其实核心部分就是下面的设置波特率，而这一部分，我们会在后面的代码中呈现出来，在此不做介绍。

寄存器

USART_SR

SR寄存器叫做状态寄存器（Status register），具体每个位对应是什么就不一一介绍，手册上都有详细的介绍。到时候再到代码进行介绍。

USART_DR

DR寄存器叫做数据寄存器（Data register），主要用来接收和发送数据。

USART_BRR

BRR寄存器叫波特率寄存器（Baud rate register），用来配置波特率。

过程

串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。
使能串口。
编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。

代码

这一段代码，就是简单的一个串口通信，我们使用单片机与电脑通信，将数据发送给单片机，再由单片机发送给电脑。

#include "stm32f4xx.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"void My_USART1_Init(void)
{// 串口1是接在APB2上的GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;// GPIOUSART_InitTypeDef USART_InitStructure;// 串口NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;// 中断RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);// 使能串口1RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);// 使能GPIOGPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);// PA9，PA10初始化GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 设置串口USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;// 波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 硬件流控USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;// 发送接收USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;// 奇偶校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;// 停止位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;// 发送位数USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);USART_Cmd(USART1,ENABLE);USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);// 设置中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 响应优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;// 抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_Init( &NVIC_InitStructure);
}// 中断函数
void USART1_IRQHandler(void)
{u8 res;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)){res = USART_ReceiveData(USART1);USART_SendData(USART1,res);}
}int main(void)
{// 中断分组NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);My_USART1_Init();while(1);
}

运行结果

32串口通信

上面的代码是一个简单的例子，接下来我们看一个复杂一点的例子，只给出主函数，其他头文件有需要的可以找我或者去正点原子官方进行下载。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"int main(void)
{ u8 t,key,len;u16 times=0;  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2delay_init(168);		//延时函数初始化uart_init(115200);	//波特率115200LED_Init();		  		//初始化LEDKEY_Init();// 按键初始化printf("您好，请问有什么能帮助到你的吗？\r\n");while(1){key = KEY_Scan(0);if(USART_RX_STA&0x8000)// 判断接收完成位{					   len=USART_RX_STA&0x3fff;// 数据长度printf("\r\n您发送的问题我们已经收到:\r\n");for(t=0;t<len;t++){USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);         // 向串口1发送数据while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);// 等待发送结束}printf("\r\n\r\n");//换行USART_RX_STA=0;}else{times++;if(times%30==0)LED0=!LED0;//LED闪烁，提示正常delay_ms(10);   }if(key == 1){printf("\r\n您好，我是人工客服小陈，很高兴为您服务！\r\n");}}
}