教學(xué)課件 11-與PC串口通信

項(xiàng)目四串口通信任務(wù)1與PC串口通信項(xiàng)目四串口通信任務(wù)1任務(wù)2與PC串口通信控制LED亮滅知識(shí)目標(biāo)：1．知道串行通信工作原理及特點(diǎn)；2．掌握串口通信相關(guān)庫(kù)函數(shù)。技能目標(biāo)：1.能正確使用串口通信相關(guān)庫(kù)函數(shù)。2.會(huì)串行通信的編程方法；素養(yǎng)目標(biāo)：1．操作規(guī)范，符合5S管理要求；2．具備自主探究、勤學(xué)好問(wèn)的態(tài)度。學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)要求PC機(jī)給STM32的串口發(fā)送字符，STM32將接收到的字符再傳回PC機(jī)，在PC機(jī)上通過(guò)串口調(diào)試助手完成上述功能，編寫(xiě)控制程序并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。硬件設(shè)計(jì)硬件連接：

知識(shí)導(dǎo)航串行通信是STM32與外界進(jìn)行信息交換的一種方式，被廣泛應(yīng)用于STM32雙機(jī)通信、多機(jī)通信以及STM32與PC機(jī)之間通信等方面。知識(shí)導(dǎo)航UART異步通信方式引腳連接方法RXD:數(shù)據(jù)輸入引腳（數(shù)據(jù)接受）TXD:數(shù)據(jù)發(fā)送引腳（數(shù)據(jù)發(fā)送）知識(shí)導(dǎo)航下面這些引腳默認(rèn)的功能都是GPIO，在作為串口使用時(shí)，就要用到這些引腳的復(fù)用功能，在使用復(fù)用功能之前，必須對(duì)復(fù)用的端口進(jìn)行設(shè)置。串口號(hào)RXDTXD1PA10PA92PA3PA23PB11PB104PC11PC105PD2PC12串口對(duì)應(yīng)的引腳知識(shí)導(dǎo)航

STM32串口相關(guān)寄存器波特比率寄存器(USART_BRR)知識(shí)導(dǎo)航USART波特率與USART_BRR寄存器中的值USARTDIV關(guān)系如下： Tx/Rx波特率=其中：fPCLKx是給串口的時(shí)鐘（PCLK1用于USART2、3、UART4、5，PCLK2用于USART1），USARTDIV是一個(gè)無(wú)符號(hào)的定點(diǎn)數(shù)。

知識(shí)導(dǎo)航例1：如果DIV_Mantissa=27，DIV_Fraction=12(USART_BRR=0x1BC)，則Mantissa(USARTDIV)=27Fraction(USARTDIV)=12/16=0.75所以USARTDIV=27.75知識(shí)導(dǎo)航例2：要求USARTDIV=25.62,如何設(shè)置寄存器USART_BRR？DIV_Fraction=16*0.62=9.92最接近的整數(shù)是：10=0xADIV_Mantissa=mantissa(25.620)=25=0x19所以USART_BRR=0x19A知識(shí)導(dǎo)航例3：要求USARTDIV=50.99,如何設(shè)置寄存器USART_BRR？DIV_Fraction=16*0.99=15.84最接近的整數(shù)是：16=0x10=>DIV_frac[3:0]溢出

=>進(jìn)位必須加到小數(shù)部分DIV_Mantissa=mantissa(50.990+進(jìn)位)=51=0x33所以USART_BRR=0x330，USARTDIV=51知識(shí)導(dǎo)航實(shí)例：設(shè)置USART1串口的波特率是115200bps,如何設(shè)置寄存器USART_BRR的值？USARTDIV=72000000/(16*115200)=39.0625整數(shù)部分DIV_Mantissa=39=0x27小數(shù)部分DIV_Fraction=16*0.0625=1所以USART_BRR=0x271知識(shí)導(dǎo)航

STM32串口相關(guān)寄存器控制寄存器1(USART_CR1)控制寄存器USART_CR1，只用了低14位，高18位保留知識(shí)導(dǎo)航位13（UE）USART使能。0：USART分頻器和輸出被禁止；1：USART模塊使能。位12（M）定義了數(shù)據(jù)字的長(zhǎng)度。0：一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、n個(gè)停止位；1：一個(gè)起始位、9個(gè)數(shù)據(jù)位、n個(gè)停止位。位6（TCIE）發(fā)送完成中斷使能。0：禁止產(chǎn)生中斷；1：當(dāng)USART_SR中的TC為’1’時(shí)，產(chǎn)生USART中斷。位5（RXNEIE）接收緩沖區(qū)非空中斷使能。0：禁止產(chǎn)生中斷；1：當(dāng)USART_SR中的ORE或者RXNE為“1”時(shí)，產(chǎn)生USART中斷。位3（TE）發(fā)送使能發(fā)送器。0：禁止發(fā)送；1：使能發(fā)送。位2（RE）接收使能。0：禁止接收；1：使能接收，并開(kāi)始搜尋RX引腳上的起始位。知識(shí)導(dǎo)航

STM32串口相關(guān)寄存器數(shù)據(jù)寄存器(USART_DR)位8:0（DR）是數(shù)據(jù)值，這9位包含了發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)。USART_DR是由兩個(gè)寄存器組成的，一個(gè)是用發(fā)送（TDR），一個(gè)是用接收（RDR），該寄存器兼具讀和寫(xiě)的功能。TDR寄存器提供了內(nèi)部總線(xiàn)和輸出移位寄存器之間的并行接口；RDR寄存器提供了輸入移位寄存器和內(nèi)部總線(xiàn)之間的并行接口。知識(shí)導(dǎo)航

STM32串口相關(guān)寄存器狀態(tài)寄存器(USART_SR)位6（TC）發(fā)送完成標(biāo)志位。0：發(fā)送還未完成；1：發(fā)送完成。位5（RXNE）讀數(shù)據(jù)寄存器非空標(biāo)志位。0：數(shù)據(jù)沒(méi)有收到；1：收到數(shù)據(jù)，可以讀出。位0（PE）是校驗(yàn)錯(cuò)誤。0：沒(méi)有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤；1：奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤。知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_Init函數(shù)原型：voidUSART_Init(USART_TypeDef*USARTx,USART_InitTypeDef*USART_InitStruct);函數(shù)功能：完成指定串口初始化，主要是配置串口的參數(shù)。參數(shù)1：選擇要初始化的串口。參數(shù)2：結(jié)構(gòu)USART_InitTypeDef的指針。知識(shí)導(dǎo)航USART_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體typedefstruct{u32USART_BaudRate;u16USART_WordLength;u16USART_StopBits;u16USART_Parity;u16USART_HardwareFlowControl;u16USART_Mode;u16USART_Clock;u16USART_CPOL;u16USART_CPHA;u16USART_LastBit;}USART_InitTypeDef;知識(shí)導(dǎo)航USART_BaudRate：用于設(shè)置串口傳輸?shù)牟ㄌ芈?。USART_WordLength：定義一幀數(shù)據(jù)中傳輸或接收到的數(shù)據(jù)位數(shù)。知識(shí)導(dǎo)航USART_StopBits：指定發(fā)送的停止位數(shù)目。USART_Parity:定義奇偶模式。知識(shí)導(dǎo)航USART_HardwareFlowControl：指定硬件流控制模式使能還是禁止。USART_Mode：指定使能或禁止發(fā)送和接收模式知識(shí)導(dǎo)航實(shí)例USART_InitTypeDefUSART_InitStrue;USART_InitStrue.USART_BaudRate=115200;USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;USART_Init(USART1,&USART_InitStrue);知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_Cmd函數(shù)原型：voidUSART_Cmd(USART_TypeDef*USARTx,FunctionalStateNewState);

函數(shù)功能：用于使能串口。參數(shù)1：要使能的串口。參數(shù)2：串口的狀態(tài)Enable或Disable。例如：

USART_Cmd(USART1,ENABLE);知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_SendData函數(shù)原型：

voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,u8Data);

函數(shù)功能：通過(guò)串口USARTx發(fā)送單個(gè)數(shù)據(jù)。參數(shù)1：要發(fā)送數(shù)據(jù)的串口USARTx。參數(shù)2：待發(fā)送的數(shù)據(jù)。例如：

USART_SendData(USART1,dat);知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_ReceiveData函數(shù)原型：

u8USART_ReceiveData(USART_TypeDef*USARTx);

函數(shù)功能：返回USARTx新接收到的數(shù)據(jù)。參數(shù)：用于接收數(shù)據(jù)的串口USARTx。例如：

dat=USART_ReceiveData(USART1);知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_GetFlagStatus函數(shù)原型：

FlagStatusUSART_GetFlagStatus(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_FLAG);

函數(shù)功能：檢查指定的USART標(biāo)志位設(shè)置與否。參數(shù)1：待檢查的串口USARTx。參數(shù)2：待檢查的USART標(biāo)志位。返回值：SET(接收/發(fā)送寄存器非空)或RESET(接收/發(fā)送寄存器為空)。知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航實(shí)例if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==SET){ intdat; dat=USART_ReceiveData(USART1); USART_SendData(USART1,dat); while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}任務(wù)實(shí)現(xiàn)串口時(shí)鐘使能，GPIO時(shí)鐘使能:RCC_APB2PeriphClockCmd();GPIO端口模式設(shè)置:GPIO_Init();PA9設(shè)置成復(fù)用功能的推挽輸出(GPIO_Mode_AF_PP)PA10設(shè)置成浮空輸入(GPIO_Mode_IN_FLOATING)串口參數(shù)初始化：USART_Init();使能串口:USART_Cmd();數(shù)據(jù)發(fā)送和接收:USART_GetFlagStatus()、USART_SendData()、USART_ReceiveData()。拓展練習(xí)：利用STM32中斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：PC機(jī)給STM32的串口發(fā)送字符，STM32將接收到的字符再傳回PC機(jī)。技能訓(xùn)練知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_ITConfig函數(shù)原型：

voidUSART_ITConfig(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_IT,FunctionalStateNewState);

函數(shù)功能：使能或禁止指定的USART中斷。參數(shù)1：指定的串口USARTx。參數(shù)2：待使能或禁止的USART中斷源。參數(shù)3：設(shè)置USARTx中斷的狀態(tài)（ENABLE或者DISABLE）。知識(shí)導(dǎo)航例如：USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);知識(shí)導(dǎo)航函數(shù)USART_GetITStatus函數(shù)原型：

ITStatusUSART_GetITStatus(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_IT);

函數(shù)功能：檢查指定的USART中斷是否發(fā)生。參數(shù)1：待檢查的串口USARTx。參數(shù)2：待檢查的USART中斷源。返回值：SET(發(fā)生中斷)或RESET(未發(fā)生中斷)。知識(shí)導(dǎo)航中斷服務(wù)函數(shù)USART1_IRQHandlervoidUSART1_IRQHandler(void){ if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==