STM32串口USART1的使用方法和程序

通用同步異步收發(fā)器（USART）提供了一種靈活的方法來與使用工業(yè)標準NR 異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設備之間進行全雙工數(shù)據(jù)交換。 USART利用分數(shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇，支持同步單向通信和半雙工單線通信。

1、STM32固件庫使用外圍設備的主要思路

在STM32中，外圍設備的配置思路比較固定。首先是使能相關(guān)的時鐘，一方面是設備本身的時鐘，另一方面如果設備通過IO口輸出還需要使能IO口的時鐘；最后如果對應的IO口是復用功能的IO口，則還必須使能AFIO的時鐘。

其次是配置GPIO，GPIO的各種屬性由硬件手冊的AFIO一章詳細規(guī)定，較為簡單。

接著相關(guān)設備需要如果需要使用中斷功能，必須先配置中斷優(yōu)先級，后文詳述。

然后是配置外圍設備的相關(guān)屬性，視具體設備而定，如果設備需要使用中斷方式，必須使能相應設備的中斷，之后需要使能相關(guān)設備。

最后如果設備使用了中斷功能，則還需要填寫相應的中斷服務程序，在服務程序中進行相應操作。

2、UART的配置步驟（查詢方式）

2.1、打開時鐘

由于UART的TX和RX和AFIO都掛在APB2橋上，因此采用固件庫函數(shù)RCC_APB2PeriphClockCmd()進行初始化。UARTx需要分情況討論，如果是UART1，則掛在APB2橋上，因此采用RCC_APB2PeriphClockCmd()進行初始化，其余的UART2～5均掛在APB1上。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);

2.2、GPIO初始化

GPIO的屬性包含在結(jié)構(gòu)體GPIO_InitTypeDef，其中對于TX引腳，GPIO_Mode字段設置為GPIO_Mode_AF_PP（復用推挽輸出），GPIO_Speed切換速率設置為GPIO_Speed_50MHz；對于RX引腳，GPIO_Mode字段設置為GPIO_Mode_IN_FLOATING（浮空輸入），不需要設置切換速率。最后通過GPIO_Init()使能IO口。

以下是GPIO設置的實例代碼：

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//USART1Tx(PA.09)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1Rx(PA.10)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

2.3、配置UART相關(guān)屬性

通過結(jié)構(gòu)體USART_InitTypeDef來確定。UART模式下的字段如下

USART_BaudRate：波特率，視具體設備而定

USART_WordLength：字長

USART_StopBits：停止位

USART_Parity：校驗方式

USART_HardwareFlowControl：硬件流控制

USART_Mode：單/雙工

最后設置。實例代碼為：

//USART1配置　　USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;　USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);USART_Cmd(USART1,ENABLE);

別忘了最后要使用USART_Cmd()來啟動設備UART1。

2.4、重定向print()函數(shù)。

intfputc(intch,FILE*f){USART1->SR;//USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)解決第一個字符發(fā)送失敗的問題//一個一個發(fā)送字符USART_SendData(USART1,(unsignedchar)ch);//等待發(fā)送完成while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);return(ch);}

intmain(void){//USART1config96008-N-1USART1_Config();printf("helloworld!");}

3、UART的配置步驟（中斷方式）

打開時鐘、GPIO初始化、配置UART相關(guān)屬性、重定向print()函數(shù) 與上面的相同。

3.1、中斷優(yōu)先級的配置

這是STM32比較奇怪的地方，在只有一個中斷的情況下，仍然需要配置優(yōu)先級，其作用是使能某條中斷的觸發(fā)通道。STM32的中斷有至多兩個層次，分別是先占優(yōu)先級和從優(yōu)先級，而整個優(yōu)先級設置參數(shù)的長度為4位，因此需要首先劃分先占優(yōu)先級位數(shù)和從優(yōu)先級位數(shù)，通過NVIC_PriorityGroupConfig()實現(xiàn)；

特定設備的中斷優(yōu)先級NVIC的屬性包含在結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef中，其中字段NVIC_IRQChannel包含了設備的中斷向量，保存在啟動代碼中；字段NVIC_IRQChannelPreemptionPriority為主優(yōu)先級，NVIC_IRQChannelSubPriority為從優(yōu)先級，取值的范圍應根據(jù)位數(shù)劃分的情況而定；最后NVIC_IRQChannelCmd字段是是否使能，一般定位ENABLE。最后通過NVIC_Init()來使能這一中斷向量。實例代碼如下：

//配置UART1接收中斷voidNVIC_Configuration(void){NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;/*ConfiguretheNVICPreemptionPriorityBits*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);/*EnabletheUSARTyInterrupt*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}

3.2、中斷的服務程序的設計

目前使用了UART的兩個中斷USART_IT_RXNE（接收緩存補空中斷）和USART_IT_TXE（發(fā)送緩存空中斷），前一個中斷保證了一旦有數(shù)據(jù)接收到就進入中斷以接收特定長度的數(shù)據(jù)，后一個中斷表示一旦發(fā)完一個數(shù)據(jù)就進入中斷函數(shù)，保證連續(xù)發(fā)送一段數(shù)據(jù)。一個設備的所有中斷都包含在一個中斷服務程序中，因此必須首先分清楚這次響應的是哪一個中斷，使用USART_GetITStatus()函數(shù)確定；采用USART_ReceiveData()函數(shù)接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)，采用USART_SendData()函數(shù)發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)，當關(guān)閉中斷時采用USART_ITConfig()失能響應的中斷。實例程序：

voidUSART1_IRQHandler(void){uint8_tch;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET){//ch=USART1->DR;ch=USART_ReceiveData(USART1);//接受數(shù)據(jù)printf("%c",ch);//返回打印}}

3.3、接收數(shù)據(jù)函數(shù)：

//重定向scanf函數(shù)到USART1intfgetc(FILE*f){/*等待串口1輸入數(shù)據(jù)*/while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==RESET);return(int)USART_ReceiveData(USART1);}

4、STM32串口在首次發(fā)送字符的時候，首字符丟失解決辦法

網(wǎng)上關(guān)于發(fā)送字符的代碼大多如下：

USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);

其實咋一看是說的通的，但是在仔細看手冊的時候發(fā)現(xiàn)TC和TXE標志位在復位的時候被置1，這樣第一次while循環(huán)就是沒有用的。這樣導致了首次第一個字符還沒有被輸出，就被后面的字符覆蓋掉，造成實際看到的丟失現(xiàn)象。解決辦法就很簡單：在前面加上一句USART1->SR;

具體代碼如下：

USART1->SR;
USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);

下面我來說說原因：第一句讀取SR寄存器，第二句寫DR寄存器剛好清除了TC標志位。第一次while循環(huán)就起作用了。

也可將USART1->SR;替換為USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)

補充：一直有一個疑問是關(guān)于接受和發(fā)送數(shù)據(jù)的問題：對于“hello”這樣的字符串是一個一個接受還是整個接受顯示，下面的實驗可以驗證是一個一個進行的。