STM32系列博客：

目錄：

一、認識其本質

（一）串口

串口是串行接口 (Serial Interface)的簡稱，它是指數據一位一位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現雙向通信（可以直接利用電話線作爲傳輸線），從而大大降低了成本，特別適用於遠距離通信，但傳送速度較慢。一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱爲串行通訊。串行通訊的特點是：數據位的傳送，按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米；根據信息的傳送方向，串行通訊可以進一步分爲單工、半雙工和全雙工三種。

（二）協議

所謂協議，就是通信雙方約定好的規定，通信雙方只有遵守這個規定才能夠完成任務。舉個栗子就是周幽王烽火戲諸侯，雙方約定好以烽火爲信號進行通信，但是愚蠢的周幽王爲博美人褒姒一笑破壞了這個規定，最後付出的代價是慘重的。可見，通信雙方只有遵守協議才能夠完成通信。

（三）時序

時序就是協議的實際化，它實質上是一些列的脈衝信號，通信雙方將信息按照預先定好的規定（協議）轉換成一系列的脈衝信號，通過總線發送給接收方，接收方再將接收到的數據按照規定進行解析，從而得到發送方發送過來的數據。

（四）上位機

上位機和下位機其實是一個相對的概念，上位機指的是可以直接發出操控命令的計算機，一般指PC機，能夠顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等），能夠將信息直接傳遞給人。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，一般是PLC/單片機single chip microcomputer/slave computer/lower computer之類的，下位機需要PC機來對其進行控制。

二、所需材料

USB轉TTL串口
串口助手，密碼：9vjy

三、USART的介紹

stm32有豐富的通訊外設，USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）、SPI（Serial Peripheral interface）、I2c（Inter-Integrated Circuit）、CAN（Controller Area Network），因爲stm32有完整的且強大的固件庫，這使得配置串口的難度大大降低了，和用軟件IO口模擬通信時序相比，硬件的支持可以大大提高通信的速率、大大降低出錯的概率，從而提高了通信的質量和效率。用IO口模擬USART難度較大，它對延時要求比較苛刻，且出錯的概率較大，所以一般很少用IO口模擬USART。IO口模擬I2c比較常見，由於I2c的最高通信速度只有3.4M/s，單片機的IO口速度可以完美駕馭。由於SPI多用於一些較高速的通信，例如LCD、OLED、TFT顯示器的寫入，EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)的寫入和讀取，用IO口模擬效果不是很理想，所以建議使用硬件自帶接口。
關於USART，以下是官方的介紹

四、USART串口的配置

先來看一下stm32的系統結構

通過對stm32幾個模塊的操作，我們可以發現stm32外設配置的一些基本套路：打開相應的時鐘->配置相應的引腳功能->聲明對應的結構體->利用相應的Init函數進行初始化
打開打開USATT1、GPIOA、AFIO的時鐘

void usart_config()
{
    /*打開USATT1、GPIOA、AFIO的時鐘*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_USART1 \
    | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    /*配置對應的串口引腳*/
    usart_release_gpio_init();

    /*配置串口中斷*/
    usart_para_config();

    USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC); //清除發送完成標誌位
    NVIC_Config();                         //初始化NVIO
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);             //使能串口1
}

配置相應的IO口，將其設爲複用推輓輸出和浮空輸入

void usart_release_gpio_init()
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    /*配置PA9爲複用推外輸出*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /*配置PA10爲浮空輸入*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

配置NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller），即內嵌向量中斷控制器，它是用來配置中斷搶佔優先級和從優先級（響應優先級）的
關於搶佔優先級和響應優先級區別:
1. 高優先級的搶佔優先級是可以打斷正在進行的低搶佔優先級中斷的。
2. 搶佔優先級相同的中斷，高響應優先級不可以打斷低響應優先級的中斷。
3. 搶佔優先級相同的中斷，當兩個中斷同時發生的情況下，哪個響應優先級高，哪個先執行。
4. 如果兩個中斷的搶佔優先級和響應優先級都是一樣的話，則看哪個中斷先發生就先執行；

void NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //NVIC 初始化結構體聲明

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //設置串口1 中斷
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //搶佔優先級0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子優先級爲0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

配置串口協議

void usart_para_config(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;

    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;        //N
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;     //1

    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //使能接收中斷
}

五、發送函數

（一）單字節發送

在main函數中調用USART_SendData(USART1, 0x08);這個函數就能夠完成單字節的發送了

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
int main()
{
    SystemInit();                //初始化系統，系統時鐘設定爲72MHz
    systick_init(72);            //配置systick，中斷時間設置爲72000/72000000 = 1us
    usart_config();
    while(1)
    {
        USART_SendData(USART1, 0x08);
        delay_ms(100);
    }
}

打開串口助手就能夠看到串口發來的數據了

（二）數據流發送

數據流簡單來說就是一串連續的信息序列，一串序列中有若干個字節，每個字節分別對應着通信雙方預先約定好的數據含義，例如第一位代表地址、第二位代表數據流向、最後一位代表結束標誌、其餘位代表數據。數據流的長度可長可短，由通信雙方確定，但通信的過程中不能夠變化。

定義一個協議棧

typedef struct
{
    u8 head;
    u8 tail;
    u8 direction;
    u8 data[4];
}send_stack;
send_stack tx_stack;
void tx_stack_init()
{
    tx_stack.head = 0xaa;     //協議棧頭，起始位，1010 1010b
    tx_stack.direction = 0x09;//數據流方向，0x09表示從單片機發出
    memset(tx_stack.data, 0, sizeof(tx_stack.data));//把tx_stack.data[]全部初始化爲零
    tx_stack.tail = 0xdd;     //協議棧尾，結束位，1101 1101b，棧頭和棧尾最好能互補
}

將協議棧內的數據依次發出

void usart_senddata()
{
    u8 i;
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    USART_SendData(USART1, tx_stack.head);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    USART_SendData(USART1, tx_stack.direction);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    for(i = 0; i < 4; i++)
    {
        USART_SendData(USART1, tx_stack.data[i]);
        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    }
    USART_SendData(USART1, tx_stack.tail);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

打開串口助手可以看到串口發來的數據流

六、接收函數

接收函數和發送函數類似，先定義接收協議棧

typedef struct
{
    u8 head;
    u8 tail;
    u8 direction;
    u8 data[4];
    u8 lock_flag;
    u8 data_pt;
}receive_stack;
receive_stack rx_stack;
void rx_stack_init()
{
    rx_stack.head = 0x00;         //協議棧頭，起始位
    rx_stack.direction = 0x00;    //數據流方向，0x09表示從單片機發出
    memset(rx_stack.data, 0, sizeof(rx_stack.data));//把tx_stack.data[]全部初始化爲零
    rx_stack.tail = 0x00;         //協議棧尾，結束位
    rx_stack.data_pt = 0x00;
    rx_stack.lock_flag = UNLOCK;
}

接收數據需要藉助中斷來完成

void USART1_IRQHandler(void)
{
    u8 receive_data;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //判斷讀寄存器是否非空
    {
        receive_data = USART_ReceiveData(USART1);         //接收單個字節的串口數據
        if(rx_stack.lock_flag == UNLOCK)                   //如果接收協議棧未鎖柱
        {
            if(receive_data == 0xaa)
            {
                rx_stack.head = receive_data;
            }
            else if(receive_data == 0xf9)
            {
                rx_stack.direction = receive_data;
            }
            else if(receive_data == 0xdd)
            {
                rx_stack.tail = receive_data;
                if(rx_stack.data_pt >= 4)// && (rx_stack.tail == 0xdd))
                {
                    rx_stack.data_pt = 0;
                    rx_stack.lock_flag = LOCK;
                }
            }
            else
            {
                rx_stack.data[rx_stack.data_pt] = receive_data;
                rx_stack.data_pt++;
                if(rx_stack.data_pt > 4)// && (rx_stack.tail == 0xdd))
                {
                    rx_stack.data_pt = 0;
                    rx_stack.lock_flag = LOCK;
                }
            }
        }
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);//清除接受中斷標誌
    }
}

將接收到的數據流進行解析，用燈的亮滅將控制命令現實化

void ptr_handle(u8 *stack)
{
    u8 *stack_pt;
    stack_pt = stack;
    if(*stack_pt == 0xff)
    {
        key0.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key0.led_on_off % 2) == 1)
        {

        }
        else
        {
            key0.led_on_off = key0.led_on_off >=3 ? 0 : key0.led_on_off + 1;
        }
    }
    else
    {
        key0.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key0.led_on_off % 2) == 1)
        {
            key0.led_on_off = key0.led_on_off >=3 ? 0 : key0.led_on_off + 1;
        }
        else
        {

        }
    }
    stack_pt ++;
    if(*stack_pt == 0xff)
    {
        key1.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key1.led_on_off % 2) == 1)
        {

        }
        else
        {
            key1.led_on_off = key1.led_on_off >=3 ? 0 : key1.led_on_off + 1;
        }
    }
    else
    {
        key1.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key1.led_on_off % 2) == 1)
        {
            key1.led_on_off = key1.led_on_off >=3 ? 0 : key1.led_on_off + 1;
        }
        else
        {

        }
    }
    stack_pt ++;
    if(*stack_pt == 0xff)
    {
        key2.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key2.led_on_off % 2) == 1)
        {

        }
        else
        {
            key2.led_on_off = key2.led_on_off >=3 ? 0 : key2.led_on_off + 1;
        }
    }
    else
    {
        key2.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key2.led_on_off % 2) == 1)
        {
            key2.led_on_off = key2.led_on_off >=3 ? 0 : key2.led_on_off + 1;
        }
        else
        {

        }
    }
    stack_pt ++;
    if(*stack_pt == 0xff)
    {
        key3.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key3.led_on_off % 2) == 1)
        {

        }
        else
        {
            key3.led_on_off = key3.led_on_off >=3 ? 0 : key3.led_on_off + 1;
        }
    }
    else
    {
        key3.key_change_bit = CHGE_IN;
        if((key3.led_on_off % 2) == 1)
        {
            key3.led_on_off = key3.led_on_off >=3 ? 0 : key3.led_on_off + 1;
        }
        else
        {

        }
    }
    rx_stack.lock_flag = UNLOCK;
}

主函數要做的，就是循環判斷是否有燈的狀態需要改變，每次接收到上位機發來的命令後把當前的狀態發送到上位機

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "timer.h"
#include "gpio_config.h"
#include "usart.h"
int main()
{
    SystemInit();                //初始化系統，系統時鐘設定爲72MHz
    systick_init(72);            //配置systick，中斷時間設置爲72000/72000000 = 1us
    led_gpio_init();
    usart_config();
    tx_stack_init();
    while(1)
    {
        if (key0.key_change_bit == CHGE_IN)
        {
            if((key0.led_on_off % 2) == 1)
            {
                LED0_ON;                      //打開LED0
                tx_stack.data[0] = 0xff;
            }
            else
            {
                LED0_OFF;                     //關閉LED0
                tx_stack.data[0] = 0x00;
            }
            key0.key_change_bit = NO_CHGE;
        }
        if (key1.key_change_bit == CHGE_IN)
        {
            if((key1.led_on_off % 2) == 1)
            {
                LED1_ON;                      //打開LED1
                tx_stack.data[1] = 0xff;
            }
            else
            {
                LED1_OFF;                     //關閉LED1
                tx_stack.data[1] = 0x00;
            }
            key1.key_change_bit = NO_CHGE;
        }
        if (key2.key_change_bit == CHGE_IN)
        {
            if((key2.led_on_off % 2) == 1)
            {
                LED2_ON;                      //打開LED2
                tx_stack.data[2] = 0xff;
            }
            else
            {
                LED2_OFF;                     //關閉LED2
                tx_stack.data[2] = 0x00;
            }
            key2.key_change_bit = NO_CHGE;
        }
        if (key3.key_change_bit == CHGE_IN)
        {
            if((key3.led_on_off % 2) == 1)
            {
                LED3_ON;                      //打開LED3
                tx_stack.data[3] = 0xff;
            }
            else
            {
                LED3_OFF;                     //關閉LED3
                tx_stack.data[3] = 0x00;
            }
            key3.key_change_bit = NO_CHGE;
            usart_senddata();
        }
        if(rx_stack.lock_flag == LOCK)
        {
            ptr_handle(rx_stack.data);       //運行協議解析函數
        }
    }
}

七、串口打印，重定向printf函數

使用printf函數，需要包含其頭文件stdio.h，即標準輸入輸出頭文件，std是standard的縮寫，是標準的意思；i是input，輸入；o是output，輸出；h是head，頭，頭文件的意思。
然後在usart,c中編寫字符寫入函數，將格式化後的字符串依次寫入到發送總線上

int fputc(int ch, FILE *f)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)
    {
    }
    USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
    return ch;
}

在主函數中調用printf函數，實現格式化輸出

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
int main()
{
    SystemInit();                //初始化系統，系統時鐘設定爲72MHz
    systick_init(72);            //配置systick，中斷時間設置爲72000/72000000 = 1us
    led_gpio_init();
    usart_config();
    tx_stack_init();
    while(1)
    {
        printf("Hello World!\n%d\n\n", 12345);
        delay_ms(100);
    }
}

再來一個

回到頂部

STM32學習之旅④ USART串口和上位機通信

一、認識其本質

（一）串口

（二）協議

（三）時序

（四）上位機

二、所需材料

三、USART的介紹

四、USART串口的配置

五、發送函數

（一）單字節發送

（二）數據流發送

六、接收函數

七、串口打印，重定向printf函數

記一次 .NET某工業設計軟件崩潰分析

創建 Vue3 項目

TS + Webpack 整合 Jest

分享5款.NET開源免費的Redis客戶端組件庫

安卓手機如何登錄抖音境外版

golang開發 gorilla websocket的使用

面試官：如果不允許線程池丟棄任務，應該選擇哪個拒絕策略？

嵌入式汽車電子學習路線

Mac卸載 Node npm，升級 Node

uni.showModel內容換行

數字信號處理①之信號的合成、分解、相關性及傅里葉係數的計算

數字信號處理②之從傅里葉係數到DFT

數字信號處理之信號的合成、分解、相關性及傅里葉係數的計算

STM32學習之旅⑤ SPI控制TFT，從底層到頂層的設計

LAUNCHXL-F28379D點燈

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結