面向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)21STM32串口通信技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)課件

1、CC2530和STM32嵌入式接口技術(shù)開(kāi)發(fā)5.7 STM32串口通信技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)串口介紹STM32的USARTSTM32串口庫(kù)函數(shù)的使用項(xiàng)目實(shí)踐串口通信協(xié)議串口通信（Serial Communications）的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成，分別是地線、發(fā)送、接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。STM32的串口介紹STM32芯片具有多個(gè) USART 外設(shè)用于串口通訊，它是 Universal SynchronousAsynchronous Receiver and Tran

2、smitter的縮寫(xiě)，即通用同步異步收發(fā)器可以靈活地與外部設(shè)備進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換。USART串口的原理1. 串口通用功能引腳TXD：發(fā)送引腳RXD：接收引腳2. 串口的數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器數(shù)據(jù)接收與發(fā)送寄存器相互獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)收發(fā)。3. 串口數(shù)據(jù)收發(fā)控制器控制串口的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、喚醒、中斷控制等等。4. 波特率生成器對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的波特率進(jìn)行控制。STM32F4xx系類(lèi)串口位置STM32芯片的串口眾多，根據(jù)掛載在不同時(shí)鐘總線上的串口可分為高速串口和一般串口，又由于控制器的不同可分為同步串口和異步串口。USART串口外部中斷請(qǐng)求中斷事件事件標(biāo)志使能控制位發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空 TXE TXEI

3、ECTS 標(biāo)志CTSCTSIE發(fā)送完成TCTCIE準(zhǔn)備好讀取接收到的數(shù)據(jù)RXNERXNEIE檢測(cè)到上溢錯(cuò)誤ORE檢測(cè)到空閑線路 IDLE IDLEIE奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤PEPEIE斷路標(biāo)志LBDLBDIE多緩沖通信中的噪聲標(biāo)志、上溢錯(cuò)誤和幀錯(cuò)誤NF/ORE/FEEIE串口是一種常用的通訊手段，當(dāng)數(shù)據(jù)量較大是就會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，因此對(duì)各種問(wèn)題也要有一定的中斷處理機(jī)制。串口配置流程1. 使能端口和時(shí)鐘RCC_AHB1PeriphClockCmd(DEBUG_USART_RX_GPIO_CLK|DEBUG_USART_TX_GPIO_CLK,ENABLE);GPIO_Init(DEBUG_USART_

4、RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);2. 配置端口復(fù)用GPIO_PinAFConfig(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT,DEBUG_USART_RX_SOURCE,DEBUG_USART_RX_AF);GPIO_PinAFConfig(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT,DEBUG_USART_TX_SOURCE,DEBUG_USART_TX_AF);3. 初始化串口相關(guān)參數(shù)USART_Init(DEBUG_USART, &USART_InitStructure);4. 使能串口USART_Cmd(DEBUG_USART, EN

5、ABLE);STM32串口庫(kù)精簡(jiǎn)度很高，配置較為簡(jiǎn)單，只需配置時(shí)鐘、復(fù)用、串口參數(shù)即可。串口初始化參數(shù)typedef struct uint32_t USART_BaudRate; / 波特率波特率越高數(shù)據(jù)傳輸速率越快，但傳輸距離越短uint16_t USART_WordLength; / 字長(zhǎng)用于配置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，字長(zhǎng)通常有5位、6位、7位和8位等uint16_t USART_StopBits; / 停止位作為一條信息的結(jié)束位，有1位和2位兩種情況uint16_t USART_Parity; / 校驗(yàn)位校驗(yàn)數(shù)據(jù)在發(fā)送過(guò)程中是否出錯(cuò)uint16_t USART_Mode; / USART 模式用于

6、確認(rèn)串口的收發(fā)模式uint16_t USART_HardwareFlowControl; / 硬件流控制，通常不配置不使能 USART_InitTypeDef; /串口配置結(jié)構(gòu)體串口配置主要需要注意三個(gè)參數(shù)，波特率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、停止位和校驗(yàn)位即可，在使用串口時(shí)另一個(gè)串口接口要于此保持一致。項(xiàng)目場(chǎng)景串口是工業(yè)主板上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議，大多數(shù)工業(yè)主板包含兩個(gè)以上基于RS-232的串口。串口是按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)，速度要比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)，能夠簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)

7、。任務(wù)目標(biāo)使用STM32處理器模擬設(shè)備與中央控制臺(tái)間的數(shù)據(jù)交互。STM32與PC及通過(guò)串口相連，通過(guò)PC機(jī)上機(jī)向STM32處理器發(fā)送數(shù)據(jù)。STM32處理器接受到數(shù)據(jù)后回顯，STM32處理器當(dāng)通過(guò)串口接受到了特定的字符時(shí)向PC機(jī)打印接受到的所有數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)STM32處理器與PC機(jī)的交互。項(xiàng)目分析STM32F407的函數(shù)庫(kù)接口十分精簡(jiǎn)，串口的配置也同樣如此。通常STM32F407的的結(jié)構(gòu)體配置主要注意幾個(gè)參數(shù)即可，即波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位。在使用串口是需要配置相關(guān)的PC端的串口上位機(jī)，配置上位機(jī)時(shí)要注意配置的串口參數(shù)要與芯片本身配置的串口參數(shù)一致。項(xiàng)目程序邏輯框圖程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)首先初始化

8、LED，延時(shí)一段時(shí)間后初始化串口，同時(shí)串口打印相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，信息打印完成后設(shè)置LED初始狀態(tài)為熄滅。然后程序進(jìn)入主循環(huán)，在主循環(huán)中程序不斷等待收據(jù)接收，接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)從新發(fā)送到PC。數(shù)據(jù)在接收過(guò)程中LED3、4閃爍。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)void usart_init(unsigned int bound) /GPIO端口設(shè)置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC

9、_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); /使能GPIOA時(shí)鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); /使能USART1時(shí)鐘 /串口1對(duì)應(yīng)引腳復(fù)用映射 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); /GPIOA9復(fù)用為USART1 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); /GPIOA10復(fù)用為USART1 usart1初始化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) /USART1端口配置 GPIO_Init

10、Structure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; /GPIOA9與GPIOA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; /復(fù)用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /速度50MHz GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /推挽復(fù)用輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; /上拉 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_I

11、nitStructure); /初始化PA9，PA10 /USART1 初始化設(shè)置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; /波特率設(shè)置 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; /字長(zhǎng)為8位數(shù)據(jù)格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; /一個(gè)停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; /無(wú)奇偶校驗(yàn)位 USART_InitStru

12、cture.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; /無(wú)硬件數(shù)據(jù)流控制usart1初始化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) /收發(fā)模式 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); /根據(jù)上述配置初始化串口1 /Usart1 NVIC 配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; /串口1中斷通道 NVIC_InitS

13、tructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; /搶占優(yōu)先級(jí)0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1; /子優(yōu)先級(jí)1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /IRQ通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器、 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); /開(kāi)啟串口1接收中斷 USART_Cmd(USART1, ENABL

14、E); /使能串口1 usart1初始化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)void USART1_IRQHandler(void) if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) /如果收到數(shù)據(jù)(接收中斷) USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_RXNE); /清除接收中斷標(biāo)志 if(Usart_len USART_REC_MAX) USART_RX_BUFUsart_len+ = USART_ReceiveData(USART1); /將數(shù)據(jù)放入接收緩沖區(qū) 串口中斷處理函數(shù)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)void clean_usart(void) memset(USART_RX_BUF,0,Usart_len); Usart_len = 0;清除串口緩沖區(qū)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)void usart_send(unsigned