如何对STM32串口的寄存器进行配置呢

本篇文章主要是学习以M3内核的STM32的串口的寄存器的配置，为什么要学习寄存器，而不利用库函数呢？我只能说为了让学的知识更加牢固吧！当然，你可以直接去利用库函数（库函数版点击：单片机中UART的那些事儿），但是如果你能认真读完本篇博客，分析的过程就是不断提高的过程，加油！你会对知识豁然开朗！加油吧！
串口作为 MCU 的重要外部接口，也是软件开发重要的调试手段，其重要性不言而喻。现在基本上所有的 MCU 都会带有串口。支持同步单线通信和半双工单线通讯。接下来将从寄存器层面，来设置串口，以达到最基本的通信功能。功能是主要利用串口 1 不停的打印信息到电脑。
STM32最多可以提供5路串口，其串口配置主要有以下步骤：
1、串口时钟使能；2、串口复位即结束复位；3、串口波特率设置；4、串口控制；5、数据发送和接收，下面就从这5个方面分别进行配置寄存器。
一、串口时钟使能

首先明确的是串口 1 的时钟使能是在 APB2ENR 寄存器里进行，找到 APB2ENR 寄存器数据描述：





其次第14位就是控制串口1的时钟使能，所以只需要将其置为1，所以程序为：
                                RCC->APB2ENR|=1<<14;//使能串口1的时钟
二、串口时钟复位

首先明确的是串口 1 的时钟使能是在 APB2RSTR 寄存器里进行，找到 APB2RSTR 寄存器数据描述：





其次第14位就是控制串口1的时钟复位，所以只需要将其置为1，所以程序为：
                               RCC->APB2RSTR|=1<<14;//复位串口1的时钟
三、串口波特率设置

STM32 的每个串口都有一个自己独立的波特率寄存器 USART_BRR，通过设置该寄存器就可以达到配置不同波特率的目的。





从上图中可以看出USART_BRR 的最低 4 位（位[3:0]）用来存放小数部分 DIV_Fraction，紧接着的 12 位（位[15：4]）用来存放整数部分 DIV_Mantissa，最高 16 位未使用。而波特率的计算公式为：





上式中，



是给串口的时钟（PCLK1 用于 USART2、3、4、5，PCLK2 用于 USART1）；USARTDIV 是一个无符号定点数。我们只要得到 USARTDIV 的值，就可以得到串口波特率寄存器 USART1->BRR 的值，反过来，我们得到 USART1->BRR 的值，也可以推导出 USARTDIV的值。但我们更关心的是如何从 USARTDIV 的值得到 USART_BRR 的值，因为一般我们知道
的是波特率，和 PCLKx 的时钟，要求的就是 USART_BRR 的值。
假设我们的串口 1 要设置为 115200 的波特率，而 PCLK2 的时钟为 72M。所以带入上式可得：USARTDIV=72000000/(115200*16)= 39.0625，所以小数部分为：0.0625，整数部分为：39,所以可以知道换成16进制（不懂进制请点击：C语言中数值常量的“那些事”）：DIV_Fraction=16*0. 0625=1=0X01；DIV_Mantissa=39=0X27；
所以程序可以简单的写成：
                              USART1->BRR=0X27; // 波特率设置
当然以上的计算过程程序为：

float temp;
u16 mantissa;
u16 fraction;
temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);//得到 USARTDIV
mantissa=temp; //得到整数部分
fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分
mantissa<<=4;//因为后4位是要存放小数的,所以左移4位
mantissa+=fraction;//得到应该存放进BRR的数
四、串口控制

首先需要知道STM32的每个串口都有3个控制寄存器（USART_CR1~3）控制，串口的很多配置都是通过这 3 个寄存器来设置的。这里我们只要用到 USART_CR1 就可以实现我们的功能。





第13位UE使能串口（任何串口在应用的时候都必需将其置“1”）;第12位M设置字长，当这位为“0”的时候设置串口位8个字长外加n个停止位，这n个停止位在寄存器USART_CR2中第[13:12]位来决定。PCE为奇偶校验位使能位设置为“0”则禁止校验，否则使能校验。PS是校验选择位，设置为“0”则为偶校验，否则为奇校验。PEIE：PE（校验错误）中断使能，该位由软件设置或清除，定义：0（禁止产生中断），1（当USART_SR中的PE为’1’时，产生USART中断）。TXEIE发送缓冲区空中断使能，（手动），定义：0（禁止产生中断），1（当USART_SR中的TXE为’1’时，产生USART中断）。TCIE发送完成中断使能，（手动），定义：0（禁止产生中断）1（当USART_SR中的TC为’1’时，产生USART中断）。RXNEIE接收缓冲区非空中断使能，（手动），定义：0（禁止产生中断），1（当USART_SR中的ORE或者RXNE为’1’时，产生USART中断）。TE为发送使能位，设置为“1”将开启串口的发送功能。RE为接收使能位，用法同TE。
在这个例子的程序为：
                              USART1->CR1|=1<<8;    //PE中断使能
                              USART1->CR1|=1<<5;    //接收缓冲区非空中断使能   
5、数据发送和接收

STM32 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的，这是一个双寄存器，包含了 TDR 和 RDR。当向该寄存器写数据的时候，串口就会自动发送，当收到数据的时候，也是存在该寄存器内。





DR[8：0]为串口数据，包含了发送或接收的数据。由于它是由两个寄存器组成的，一个给发送用(TDR)，一个给接收用(RDR)，该寄存器兼具读和写的功能。
程序为：USART1->DR=USART_RX_BUF[t];//就是发送一个字节到串口，通过直接操作寄存器来实现的
              while((USART1->SR&0X40)==0);//等待发送结束我们在写了一个字节在 USART1->DR 之后，要检测这个数据是否已经被发送完成了，通过检测USART1->SR 的第 6 位，是否为 1 来决定是否可以开始第二个字节的发送。
uart_init 函数参考程序：



/初始化 IO 串口 1
//pclk2:PCLK2 时钟频率(Mhz)
//bound:波特率
void uart_init(u32 pclk2,u32 bound)
{
   float temp;
   u16 mantissa;
   u16 fraction;
   temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);//得到 USARTDIV
   mantissa=temp; //得到整数部分
   fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分
   mantissa<<=4;
   mantissa+=fraction;
   RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能 PORTA 口时钟
   RCC->APB2ENR|=1<<14; //使能串口时钟
   GPIOA->CRH&=0XFFFFF00F;//IO 状态设置
   GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO 状态设置
   RCC->APB2RSTR|=1<<14; //复位串口 1
   RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止复位
//波特率设置
   USART1->BRR=mantissa; // 波特率设置
   USART1->CR1|=0X200C; //1 位停止,无校验位.
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//使能接收中断
   USART1->CR1|=1<<5; //接收缓冲区非空中断使能
   MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2);//组 2，最低优先级
#endif
}
USART1中断程序：


void USART1_IRQHandler(void)
{
        u8 res;            
        if(USART1->SR&(1<<5))//接收到数据
        {         
                res=USART1->DR;
                if((USART_RX_STA&0x80)==0)//接收未完成
                {
                        if(USART_RX_STA&0x40)//接收到了0x0d
                        {
                                if(res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
                                else USART_RX_STA|=0x80;        //接收完成了
                        }else //还没收到0X0D
                        {       
                                if(res==0x0d)USART_RX_STA|=0x40;
                                else
                                {
                                        USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3F]=res;
                                        USART_RX_STA++;
                                        if(USART_RX_STA>63)USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收          
                                }                 
                        }
                }                                                                                                
        }                                                                                           
}
test.c程序：


#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
int main(void)
{
   u16 t; u16 len; u16 times=0;
   Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置
   uart_init(72,115200); //串口初始化为 115200
   delay_init(72); //延时初始化
   LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
   while(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:rnrn");
          for(t=0;t           {
              USART1->DR=USART_RX_BUF[t];
              while((USART1->SR&0X40)==0);//等待发送结束
          }
          printf("rnrn");//插入换行
          USART_RX_STA=0;
       }else
       {
          times++;
          if(times%5000==0)
          {
             printf("rn 关注公众号：科技眼 串口实验rn");
             printf("关注公众号：科技眼rnrn");
          }
          if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束rn");
          if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁 LED,提示系统正在运行.
          delay_ms(10);
       }
     }
}


好了，就介绍到这，其实主要是介绍学习的方法，如何去分析，学会后，就可以很快的去接触一款新的控制器芯片。