STM32的串口收发程序如何编写？

前言

Q: 为什么写这篇文章？
笔者其实也是小白，看了一些书籍和网上的教程，发现有一个比较严重的问题——网络及书籍的方法不够简 明，导致笔者学习时废了很大力气。网络及书籍的方法大多着重在数据的接收校验上，导致教程难以理解，其实芯片并没有想象的这么不稳定,对于稳定性要求不高的设计，接收时可以睁一只眼闭一只眼，只考虑最简单的方法是最有利于初学者入门的。

本人使用的芯片：

STM32F103RCT6


正文
定义一个void USARTINIT(void)函数用于初始化
在使用USART1串口通信时，首先肯定要初始化，初始化函数内，可以分为以下几个步骤：


1.定义用于初始化的结构体变量：
        GPIO_InitTypeDef PIN;         //RX：PA10， TX：PA9
        NVIC_InitTypeDef NV;         //NV用于初始化中断
        USART_InitTypeDef US;        //US为串口配置


2.使能外设


        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );
        USART_DeInit( USART1 );        //重置串口1


3.RX和TX的gpio配置：


        PIN.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽
        PIN.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                        //PA9对应TX
        PIN.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init( GPIOA, &PIN );
       
        PIN.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;        //浮动输入
        PIN.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
        PIN.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init( GPIOA, &PIN );


4.NVIC配置：


        NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_1 );
        NV.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//打开串口中断
        NV.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//数值在规定范围内可以随意，因为就只有这个中断
        NV.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
        NV.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断
        NVIC_Init( &NV );


5.USART配置：
笔者推荐的波特率为4800或9600，出问题可以尝试1200或2400


        US.USART_BaudRate = BOUND;        //BOUND可以自己#define一个值，如果读出的数有问题，可以尝试调低
        US.USART_Parity = USART_Parity_No;        //校验位为无
        US.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位为1
        US.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位
        US.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//关硬件流操作
        US.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//设置串口模式，RX和TX都设置
        USART_Init( USART1, &US );//串口初始化
        USART_Cmd( USART1, ENABLE );//串口使能，这个很重要！很多教程都没有


现在不得不讲一下比较常用的寄存器，在串口中，有两个和数据收发有直接联系的寄存器：DR（数据寄存器）和SR（状态寄存器）；DR既存放接收的数据也可以发送数据，SR寄存器存放的是DR寄存器的状态
如下图：







从上图可以看到几个SR寄存器常用的位：TC位、RXNE位。TC位在程序中用于判断发送操作是否完成；而RXNE位用于判断数据接收是否完成。


这样一来，我们就可以理清串口数据收发的思路了：
1.首先读出RS寄存器的TC位或RXNE位，判断收发是否完成。
2.将数据接收或发送。


在STM32中，我们可以使用库函数，来获取TC和RXNE的值


USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);        //获得SR某一位的值


所以，在上文的初始化后，可以调用函数USART_SendData或直接给DR寄存器赋值对串口发送数据


USART_SendData( USART1, 'H' );        //发送字符‘H’
或 USART1 -> DR = 0x48;


但是在发送前，我们还需要读状态，所以


        while( USART_GetFlagStatus( USART1, USART_FLAG_TC ) == 0 );//如果TC位为0则等待
        USARTx -> DR = dat;        //上面确认可以传输数据后发送dat数据


同样的，读之前也要读RXNE位，于是读操作为


unsigned char res = 0;//存放数据
while(1){
                //如果RXNE等于1,代表接收完成，则接收数据给res并发送回串口
                if( USART_GetFlagStatus( USART1, USART_FLAG_RXNE ) != 0 ){
               
                        res = USART1 -> DR;
                        //res = USART_ReceiveData( USART1 );
                        while( USART_GetFlagStatus( USART1, USART_FLAG_TC ) == 0 );
                        USART1 -> DR = res;
                        //USART_SendData( USART1, res );
                       
                }
       
        }


例程

下载例程：https://github.com/TTowFive/USART


main.c
#include "stm32f10x_conf.h"
#include "UART.h"


int main(){
       
        uint8_t res;   //接收到的数据
       
        USARTNV();
       
        USART_SEND_DATA( USART1, "你好！" );
       
        while(1){
       
                if( USART_GetFlagStatus( USART1, USART_FLAG_RXNE ) != 0 ){
                       
                        res = USART1 -> DR;
                        while( USART_GetFlagStatus( USART1, USART_FLAG_TC ) == 0 );
                        USART1 -> DR = res;
                       
                }
                                          
        }
}


UART.h


#ifndef UART_H
#define UART_H


#include "stm32f10x_conf.h"


#define BOUND 9600


void USARTNV(void);
void USART_SEND_DATA( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t * dat );


#endif


UART.c


#include "UART.h"


void USARTNV(){
       
        GPIO_InitTypeDef PIN;
        NVIC_InitTypeDef NV;
        USART_InitTypeDef US;
       
        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );
        USART_DeInit( USART1 );
       
        PIN.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        PIN.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
        PIN.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init( GPIOA, &PIN );
       
        PIN.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        PIN.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
        PIN.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init( GPIOA, &PIN );
       
        NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_1 );
        NV.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        NV.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
        NV.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
        NV.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        NVIC_Init( &NV );
       
        US.USART_BaudRate = BOUND;
        US.USART_Parity = USART_Parity_No;
        US.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
        US.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
        US.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
        US.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
        USART_Init( USART1, &US );
        USART_Cmd( USART1, ENABLE );
       
}


void USART_SEND_DATA( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t * dat ){
       
        while( *dat != '' ){
               
                while( USART_GetFlagStatus( USARTx, USART_FLAG_TC ) == 0 );
                USARTx -> DR = *dat;
               
                dat++;
               
        }
       
}