STM32 IO模拟实现软件串口的方法步骤

最近项目中STM32的串口资源紧张，于是使用IO口进行模拟串口，现进行整理记录。
1. 实现思路

IO口模拟串口的思路也比较简单，一切按照串口协议进行操作即可。
对于发送，计算好不同波特率对应的延时时间进行数据发送。
对于接收，稍微复杂。通过外部中断检测接收管脚的下降沿，检测到起始信号后开启定时器，定时器按照波特率设定好时间，每隔一段时间进入定时器中断接收数据，完成一个字节后关闭定时器。
2. 测试Demo说明

• TXD : PC13
  
• RXD : PB14
  
• 波特率：9600 ，1-8-N
  

3. Demo功能

接收11个数据，然后把接收到的数据发送出去。
4. 程序实现

#define OI_TXD  PCout(13)#define OI_RXD  PBin(14)#define BuadRate_9600   100u8 len = 0; //接收计数u8 USART_buf[11];  //接收缓冲区enum{    COM_START_BIT,    COM_D0_BIT,    COM_D1_BIT,    COM_D2_BIT,    COM_D3_BIT,    COM_D4_BIT,    COM_D5_BIT,    COM_D6_BIT,    COM_D7_BIT,    COM_STOP_BIT,};u8 recvStat = COM_STOP_BIT;u8 recvData = 0;void IO_TXD(u8 Data){    u8 i = 0;    OI_TXD = 0;      delay_us(BuadRate_9600);    for(i = 0; i < 8; i++)    {        if(Data&0x01)            OI_TXD = 1;          else            OI_TXD = 0;                     delay_us(BuadRate_9600);        Data = Data>>1;    }    OI_TXD = 1;    delay_us(BuadRate_9600);}    void USART_Send(u8 *buf, u8 len){    u8 t;    for(t = 0; t < len; t++)    {        IO_TXD(buf[t]);    }}     void IOConfig(void) {    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);     //使能PB,PC端口时钟           //SoftWare Serial TXD    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       //推挽输出  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      //IO口速度为50MHz     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                      GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);                                    //SoftWare Serial RXD    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);       GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发中断    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= EXTI15_10_IRQn ;     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);      } void TIM4_Int_Init(u16 arr,u16 psc){  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //时钟使能        //定时器TIM4初始化    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值       TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位    TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_FLAG_Update);    TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断    //中断优先级NVIC设置    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  //TIM4中断    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //先占优先级1级    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  //从优先级1级    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器            }   int main(void) {           NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级     delay_init();     IOConfig();  TIM4_Int_Init(107, 71);    //1M计数频率       while(1)    {        if(len > 10)        {            len = 0;            USART_Send(USART_buf,11);        }    }}void EXTI15_10_IRQHandler(void){    if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line14) != RESET)    {        if(OI_RXD == 0)         {            if(recvStat == COM_STOP_BIT)            {                recvStat = COM_START_BIT;                TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);            }        }        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);    }}void TIM4_IRQHandler(void){      if(TIM_GetFlagStatus(TIM4, TIM_FLAG_Update) != RESET)    {        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_FLAG_Update);            recvStat++;        if(recvStat == COM_STOP_BIT)        {            TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);            USART_buf[len++] = recvData;                return;        }        if(OI_RXD)        {            recvData |= (1 << (recvStat - 1));        }else{            recvData &= ~(1 << (recvStat - 1));        }     }     }5. Demo下载

Demo工程下载地址github。