如何利用usart1与上位PC机进行通讯并打印读取的数据值呢

这几天帮师姐做实验，需要将mpu6050模块测量得到的数据实时反馈至stm32f407中进行计算。师姐买的是mpu6050模块，自带编程且直接串口连接的那种（详情可见淘宝），不需要I2C驱动，通过串口得到的数据也是模块自己计算好的数据，因此只需要搭建好串口通讯程序即可，下面进入正题。
连线

两块mpu6050模块，可见下图，但是没有图中的SCL、SDA引脚，只有RX、TX引脚，因此只能利用stm32f407上的串口usart2、usart3等串口。

本文利用usart1与上位PC机进行通讯，打印读取的数据值，因此用跳线帽或者杜邦线将PA10与TXD、PA9与RXD连接起来；usart2接模块1，将模块1的VCC接5V输出、GND接地、TX接PA3、RX接PA2；usart3接模块2，TX接PB11、RX接PB10。
DMA方式

利用的串口有点多，并且stm32f407除了需要读取传输数据之前，还需要进行电机can通讯、反馈控制计算等等。我查资料发现，还有DMA这种神奇且方便的串口通讯方式。

  DMA，全称为：Direct Memory Access，即直接存储器访问。DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路，能使CPU的效率大为提高。
STM32F4最多有2个DMA控制器（DMA1和DMA2），共16个数据流（每个控制器8个），每一个DMA控制器都用于管理一个或多个外设的存储器访问请求。每个数据流总共可以有多达8个通道（或称请求）。每个数据流通道都有一个仲裁器，用于处理DMA请求间的优先级。

查手册中的DMA请求映射，找到USART2_RX与USART3_RX对应的通道及数据流，如下
USART2_RX --> DMA1通道4数据流5
USART3_RX --> DMA1通道4数据流1
编程

串口用DMA方式发送和接收，分以下几步：
1）串口初始化
2）DMA初始化
3）发送数据
4）接收数据
其中，串口2数据缓冲数组为RxBuffer_1[11]，串口3数据缓冲数组为RxBuffer_2[11]。
串口usart2初始化（包含DMA初始化）

void uart2_init(u32 bound){
   //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;       
       
        //使能USART2时钟
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能串口复位时钟
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE);//开启DMA时钟

        //串口2对应引脚复用映射
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA2复用为USART2
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA3复用为USART2
       
        //USART2端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //GPIOA2与GPIOA3
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //速度50MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA2，PA3
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //GPIOA2与GPIOA3
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //速度50MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA2，PA3
       
        USART_OverSampling8Cmd(USART2, ENABLE);


   //USART2 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
        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(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
  
           /* Configure DMA Initialization Structure */
          DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFERSIZE ;
          DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable ;
          DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull ;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single ;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
          DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//循环模式
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =(uint32_t) (&(USART2->DR)) ;//DMA外设地址
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
          DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
               
          /* Configure RX DMA */
          DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4 ;//UASRT3_RX映射引脚，数据流1
          DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory ;
          DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr =(uint32_t)RxBuffer_1; //DMA存储器0地址
          DMA_Init(DMA1_Stream5,&DMA_InitStructure);
  
  


        USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TC,DISABLE);  
        USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);  
        USART_ITConfig(USART2,USART_IT_IDLE,ENABLE);


        //Usart2 NVIC 配置
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;//串口2中断通道
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//抢占优先级1
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;                //子优先级1
        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、
       
        DMA_Cmd(DMA1_Stream5,ENABLE);
        USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
       
        USART_Cmd(USART2, ENABLE);  //使能串口2
}


串口usart2中断服务子程序如下


void USART2_IRQHandler(void)
{  
    uint16_t i = 0;  
    uint32_t temp = 0;  
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) != RESET)  
    {  
        temp = USART2->SR;  
        temp = USART2->DR; //清除USART_IT_IDLE中断标志
        DMA_Cmd(DMA1_Stream5,DISABLE);
                       
                if(RxBuffer_1[0] != 0x55) return;
                LED0 = 1;//红灯灭表明串口2正常进入接收中断
       
        //设置传输数据长度
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Stream5,BUFFERSIZE);  
        //打开DMA  
        DMA_Cmd(DMA1_Stream5,ENABLE);
                }
}


串口usart3初始化（包含DMA初始化）


void uart3_init(u32 bound)
{
        //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;       
       
        //使能USART3时钟
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能GPIOB时钟
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能串口3复位时钟
       
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE);//开启DMA时钟

        //串口3对应引脚复用映射
        GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART3); //PB10复用为USART3
        GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_USART3); //PB11复用为USART3
       
        //USART3端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //速度50MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
        GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //速度50MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
        GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
       
        USART_OverSampling8Cmd(USART3, ENABLE);


   //USART3 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
        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(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3
  
           /* Configure DMA Initialization Structure */
          DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFERSIZE ;
          DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable ;
          DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull ;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single ;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
          DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
          DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//循环模式
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =(uint32_t) (&(USART3->DR)) ;//DMA外设地址
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
          DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
          DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
               
          /* Configure RX DMA */
          DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4 ;//UASRT3_RX映射引脚，数据流1
          DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory ;
          DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr =(uint32_t)RxBuffer_2; //DMA存储器0地址
          DMA_Init(DMA1_Stream1,&DMA_InitStructure);//DMA1,stream1,ch4,外设为串口3
  
  


        USART_ITConfig(USART3,USART_IT_TC,DISABLE);  
        USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,DISABLE);  
        USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,ENABLE);


        //Usart3 NVIC 配置
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;//串口3中断通道
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//抢占优先级1,暂时先和串口2的一样
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;                //子优先级1
        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、
       
        DMA_Cmd(DMA1_Stream1,ENABLE);
        USART_DMACmd(USART3, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
       
        USART_Cmd(USART3, ENABLE);  //使能串口3
}

串口usart3中断服务子程序如下


void USART3_IRQHandler(void)
{  
    uint16_t i = 0;  
    uint32_t temp = 0;  
    if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET)  
    {  
                LED1 = 1;//绿灯灭表明串口3正常进入接收中断
   
        temp = USART3->SR;  
        temp = USART3->DR; //清除USART_IT_IDLE中断标志
        DMA_Cmd(DMA1_Stream1,DISABLE);
                       
                if(RxBuffer_2[0] != 0x55) return;
               
        //设置传输数据长度
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Stream1,BUFFERSIZE);  
        //打开DMA  
        DMA_Cmd(DMA1_Stream1,ENABLE);
        }
}


关于两个串口传输数据的中断优先级问题，这里我没有管，直接依靠硬件的优先级顺序进行数据的接收。
下面是串口usart1的初始化


void uart1_init(u32 bound){
   //GPIO端口设置
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;       
        //NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
       
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟

        //串口1对应引脚复用映射
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
       
        //USART1端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //速度50MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10
       


   //USART1 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
        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_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1
       
}


mian.c如下


#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "string.h"
#include "stm32f4xx.h"




extern u8 RxBuffer_1[BUFFERSIZE];
extern u8 RxBuffer_2[BUFFERSIZE];


//串口2接收mpu6050数据，利用DMA传输方式
//USART2_RX  -->  DMA1通道4数据流5
//DMA1,stream5,ch4,外设为串口2，存储器为RxBuffer_1，长度为BUFFERSIZE
//USART3_RX  -->  DMA1通道4数据流1
//DMA1,stream1,ch4,外设为串口3，存储器为RxBuffer_2，长度为BUFFERSIZE




int main(void)
{
        uint8_t i, j = 0;
        float y = 0;
        uint8_t Re_buf_1[11] = {0,};
        uint8_t Re_buf_2[11] = {0,};
        float a[3],w[3],angle[3],T;
        delay_init(168);                //延时初始化
        uart2_init(115200);//串口2初始化波特率为115200，串口2用于接收mpu6050x1信号
        uart3_init(115200);//串口3初始化波特率为115200，串口3用于接收mpu6050x2信号
       
        uart1_init(115200);        //串口1发送数据
        delay_ms(200);
       
        /* Waiting the end of Data transfer */
        while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET);   
        printf("串口2通");
        while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream5, DMA_FLAG_TCIF5) == RESET);
        while (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET);
        printf("串口3通");
        while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream1, DMA_FLAG_TCIF1) == RESET);
       
        /* Clear DMA Transfer Complete Flags */
        DMA_ClearFlag(DMA1_Stream5,DMA_FLAG_TCIF1);
        DMA_ClearFlag(DMA1_Stream1,DMA_FLAG_TCIF1);
        /* Clear USART Transfer Complete Flags */
        USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);
        USART_ClearFlag(USART3,USART_FLAG_TC);
       
        delay_ms(200);
       
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口  
        LED0 = 0;                          //先点亮红灯  
        LED1 = 0;                                //点亮绿灯，红灯与绿灯点亮显示程序正常运行
       
        while (1)
   {
           for (i = 0; i < 11; i++){
                  Re_buf_1 = RxBuffer_1;
           }
           j++;
           if(Re_buf_1[0] == 0x55)//检查帧头
           {  
            switch(Re_buf_1[1])
            {
               case 0x51: //标识这个包是加速度包
                  a[0] = ((short)(Re_buf_1[3]<<8 | Re_buf_1[2]))/32768.0*16;      //X轴加速度
                  a[1] = ((short)(Re_buf_1[5]<<8 | Re_buf_1[4]))/32768.0*16;      //Y轴加速度
                  a[2] = ((short)(Re_buf_1[7]<<8 | Re_buf_1[6]))/32768.0*16;      //Z轴加速度
                  T    = ((short)(Re_buf_1[9]<<8 | Re_buf_1[8]))/340.0+36.25;      //温度
                  break;
               case 0x52: //标识这个包是角速度包
                  w[0] = ((short)(Re_buf_1[3]<<8| Re_buf_1[2]))/32768.0*2000;      //X轴角速度
                  w[1] = ((short)(Re_buf_1[5]<<8| Re_buf_1[4]))/32768.0*2000;      //Y轴角速度
                  w[2] = ((short)(Re_buf_1[7]<<8| Re_buf_1[6]))/32768.0*2000;      //Z轴角速度
                  T    = ((short)(Re_buf_1[9]<<8| Re_buf_1[8]))/340.0+36.25;      //温度
                  break;
               case 0x53: //标识这个包是角度包
                  angle[0] = ((short)(Re_buf_1[3]<<8| Re_buf_1[2]))/32768.0*180;   //X轴滚转角（x 轴）
                  angle[1] = ((short)(Re_buf_1[5]<<8| Re_buf_1[4]))/32768.0*180;   //Y轴俯仰角（y 轴）
                  angle[2] = ((short)(Re_buf_1[7]<<8| Re_buf_1[6]))/32768.0*180;   //Z轴偏航角（z 轴）
                  T        = ((short)(Re_buf_1[9]<<8| Re_buf_1[8]))/340.0+36.25;   //温度


                           //printf("usart2:  X轴角度：%.2f   Y轴角度：%.2f   Z轴角度：%.2frn",angle[0],angle[1],angle[2]);
                                  break;
                           default: break;
            }
                        printf("usart2:  X角度：%.2f  Y角度：%.2f  Z角度：%.2f  rn",angle[0],angle[1],angle[2]);
         }
                for (j = 0; j < 11; j++){
                        Re_buf_2[j] = RxBuffer_2[j];
                }
                if(Re_buf_2[0] == 0x55)//检查帧头
           {  
            switch(Re_buf_2[1])
            {
               case 0x51: //标识这个包是加速度包
                  a[0] = ((short)(Re_buf_2[3]<<8 | Re_buf_2[2]))/32768.0*16;      //X轴加速度
                  a[1] = ((short)(Re_buf_2[5]<<8 | Re_buf_2[4]))/32768.0*16;      //Y轴加速度
                  a[2] = ((short)(Re_buf_2[7]<<8 | Re_buf_2[6]))/32768.0*16;      //Z轴加速度
                  T    = ((short)(Re_buf_2[9]<<8 | Re_buf_2[8]))/340.0+36.25;      //温度
                  break;
               case 0x52: //标识这个包是角速度包
                  w[0] = ((short)(Re_buf_2[3]<<8| Re_buf_2[2]))/32768.0*2000;      //X轴角速度
                  w[1] = ((short)(Re_buf_2[5]<<8| Re_buf_2[4]))/32768.0*2000;      //Y轴角速度
                  w[2] = ((short)(Re_buf_2[7]<<8| Re_buf_2[6]))/32768.0*2000;      //Z轴角速度
                  T    = ((short)(Re_buf_2[9]<<8| Re_buf_2[8]))/340.0+36.25;      //温度
                  break;
               case 0x53: //标识这个包是角度包
                  angle[0] = ((short)(Re_buf_2[3]<<8| Re_buf_2[2]))/32768.0*180;   //X轴滚转角（x 轴）
                  angle[1] = ((short)(Re_buf_2[5]<<8| Re_buf_2[4]))/32768.0*180;   //Y轴俯仰角（y 轴）
                  angle[2] = ((short)(Re_buf_2[7]<<8| Re_buf_2[6]))/32768.0*180;   //Z轴偏航角（z 轴）
                  T        = ((short)(Re_buf_2[9]<<8| Re_buf_2[8]))/340.0+36.25;   //温度


                           //printf("usart3:  X轴角度：%.2f   Y轴角度：%.2f   Z轴角度：%.2frn",angle[0],angle[1],angle[2]);
                                  break;
                           default: break;
            }
                        printf("usart3:  X角度：%.2f  Y角度：%.2f  Z角度：%.2f  rn",angle[0],angle[1],angle[2]);
         }
      delay_ms(50);
   }
}