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一、STM32的USART简介
通用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个串行通信设备,可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。 串行通信一般是以帧格式传输数据,即是一帧一帧的传输,每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息,可能还有校验信息。USART就是对这些传输参数有具体规定,当然也不是只有唯一一个参数值,很多参数值都可以自定义设置,只是增强它的兼容性。 USART满足外部设备对工业标准(NRZ异步串行数据格式的要求,并且使用了小数波特率发生器,可以提供多种波特率,使得它的应用更加广泛。[USART]支持同步单向通信和半双工单线通信;还支持局域互连网络LN、智能卡(SmartCard)协议与IhDA(红外线数据协会)SIR ENDEC规范。 USART支持使用DMA,可实现高速数据通信, USART在 STM32应用最多莫过于“打印”程序信息,一般在硬件设计时都会预留一个USART通信接口连接电脑,用于在调试程序是可以把一些调试信息“打印”在电脑端的串口调试助手工具上,从而了解程序运行是否正确、如果出错哪具体哪里出错等等。[1] 二、 USART功能框图 USART 的功能框图包含了USART最核心内容,掌握了功能框图,对 USART就有一个整体的把握,在编程时就思路就非常清晰。USART功能框图见下图:[1]
具体内容请参考野火官方书籍《零死角玩转STM32——F103指南者》,或者STM32串口通信USART学习笔记。三、 USART接发通信实验 USART只需两根信号线即可完成双向通信,对硬件要求低,使得很多模块都预留USART接口来实现与其他模块或者控制器进行数据传输,比如GSM模块,WIFI模块、蓝牙模块等等。在硬件设计时,注意还需要一根“共地线”。 我们可以将数据发送到串口调试助手,我们还可以在串口调试助手发送数据给控制器,控制器程序根据接收到的数据进行下一步工作。 以下将开展USART接发通信实验 任务要求如下: 1)设置波特率为115200,1位停止位,无校验位。 2)STM32系统给上位机(win10)连续发送“hello windows! ”,上位机接收程序可以使用“串口调试助手“,也可自己编程 3)当上位机给stm32发送“Stop,stm32”后,stm32停止发送。 3.1实验环境 ①STM32核心板(stm32F103) ②MDK KEIL5 ③实验所用串口:USART1 ④驱动:CH340 3.2 硬件设计 3.2.1硬件原理图 CH340G芯片 的作用是将电脑的USB电平转换为串口的TTL电平。USB-TTL与STM32F103具体连接方式如下: 3.3 软件程序设计 核心代码-串口初识化 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, ENABLE); //使能USART1,GPIOA时钟 //USART1_TX GPIOA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9 //USART1_RX GPIOA.10初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10 //Usart1 NVIC 配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器 //USART 初始化设置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1 } 主函数 int main(void) { u8 Stopflag[]="Stop,stm32"; //停止发送信号 u8 Beginflag[]="Begin,stm32"; //恢复发送信号 u16 t,len; u16 times=0; //设置计数器 u16 flag=1,flag_S,flag_B; //设置标志位 delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 //LED_Init(); //LED端口初始化 //KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口 while(1) { flag_S=flag_B=1; if(USART_RX_STA&0x8000) { len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度 printf("rn您发送的消息为:rn"); for(t=0;t if(Stopflag[t]!=USART_RX_BUF[t]) flag_S=0; //若接受数据与停止发送信号不同将flag_S置为0 if(Beginflag[t]!=USART_RX_BUF[t]) flag_B=0; //若接受数据与恢复发送信号不同将flag_B置为0 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("rnrn");//插入换行 if(flag_S==1) //如果flag_S==1表示上位机发送的是停止发送信号 { flag=0; printf("已停止发送rnrn"); } if(flag_B==1) //如果flag_B==1表示上位机发送的是恢复发送信号 { flag=1; printf("已恢复发送rnrn"); } USART_RX_STA=0; } else { //flag为1表示允许stm32发送数据 if(flag==1) times++; if(times%100==0&&flag==1) printf("hello Windows!rn"); //if(times%30==0&&flag==1) LED=!LED; //闪烁LED,提示系统正在运行. delay_ms(10); } } } 3.3 烧录程序 这里用的是USB-TTL接线器,需要专门的软件以及与正确的连线才可以烧录程序。 四、 效果演示 演示时需要对XCOM进行相对应的设置才可以正常进行串口通信。 可以通过动态图可见,基本完成了STM32的串口通信和标志位停止发送的实践要求。 五、 总结 通过此次是实践学习,我明白了串口通信的基本知识和STM32串口通信的基本设置与操作,其中也遇到了不少问题,特别感谢我的老师以及同学对我的耐心讲解和网上资料。 |
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