STM32學習筆記（7）串口通信介紹

串口介紹

串口：全稱串行接口，也稱串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是採用串行通信方式的擴展接口。串行接口 （Serial Interface）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。

STM32的串行通信接口：
1.UART：通用同步收發器。
2.USART：通用同步異步收發器。
（大容量STM32F10x系列芯片包含兩個UART與三個USART）

USART概述

USART框圖：

相關初始化：

typedef struct
{
  uint32_t USART_BaudRate; //波特率設置
  uint16_t USART_WordLength;//數據字長          
  uint16_t USART_StopBits;//停止位            
  uint16_t USART_Parity;//奇偶位校驗             
  uint16_t USART_Mode;//模式（發送或接收）               
  uint16_t USART_HardwareFlowControl; //硬件流控制
} USART_InitTypeDef;

奇偶校驗位：偶校驗：輸送的8位數據的1如果爲偶數則爲0，奇數爲1。（使1爲偶數）
奇校驗：輸送的8位數據的1如果爲奇數則爲0，偶數爲1。（使1爲奇數）
作用：提高數據傳輸的準確性。

波特率：每秒鐘傳送的碼元符號的個數，它是對符號傳輸速率的一種度量，它用單位時間內載波調製狀態改變的次數來表示，1波特即指每秒傳輸1個符號。（一個數字脈衝就是一個碼元，如‘1’,'0’各是一個碼元）

通信方式

按輸送位數

1.並行通信：數據各個位同時傳輸（速度快但佔用引腳多）。

2.串行通信：數據按位順序傳輸（速度慢但佔用引腳少）。

按傳輸方向

1.單工：只支持數據單方向傳輸。
2.半雙工：允許數據雙向傳輸，但同一時刻數據只能往一個方向傳輸，即方向可改變的單工通信。
3.全雙工：允許數據同時在兩個方向上傳輸。

按傳輸有無時鐘

1.同步通信：帶時鐘同步信號傳輸（SPI，IIC通信接口）。

在約定的通信速率下，發送端和接收端的時鐘信號頻率始終保持一致（同步），保證了通信雙方在發送和接收數據時具有完全一致的定時關係。

2.異步通信：不帶時鐘同步信號（UART通用異步收發器，單總線）。

同步通信與異步通信區別：
1.同步通信要求接收端時鐘頻率和發送端時鐘頻率一致，發送端發送連續的比特流；異步通信時不要求接收端時鐘和發送端時鐘同步，發送端發送完一個字節後，可經過任意長的時間間隔再發送下一個字節；
2.同步通信效率高，異步通信效率較低。（異步通信必須在每一個字符的開始和結束的地方加上標誌，即加上開始位和停止位）；
3.同步通信較複雜，雙方時鐘的允許誤差較小；異步通信簡單，雙方時鐘可允許一定誤差；
4.同步通信可用於點對多點，異步通信只適用於點對點。

USART初始化步驟

1.串口時鐘使能，GPIO時鐘使能；
2.GPIO端口模式設置；
3.串口參數初始化；
4.開啓中斷並初始化NVIC；（若開啓中斷）
5.使能相應串口；
6.編寫中斷處理函數；
7.串口數據收發及傳輸狀態獲取。

例：

void MY_USART1_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrue;//相應結構體初始化
 USART_InitTypeDef USART_InitStrue;
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIO時鐘
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能串口時鐘
 
 GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//GPIO9的初始化
 GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
 GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);
 
  GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//GPIO10的初始化
 GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
 GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);
 
 USART_InitStrue.USART_BaudRate=115200;//初始化串口相關參數
 USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
 USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//使能發送與接收
 USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;//取消奇偶校驗
 USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
 USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
 USART_Init(USART1,&USART_InitStrue);
 USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口
 
 USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//串口一中斷函數：接收中斷
 
  NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;//確定通道
 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//開啓上述通道
 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//設置搶佔優先級
 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//子優先級
 NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);//優先級初始化
}

void USART1_IRQHandler(void)//中斷處理函數
{
 u8 sju;
 if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE))//如果接收到數據
 {
  sju=USART_ReceiveData(USART1);//讀該串口的數據
  USART_SendData(USART1,sju);//把數據發送出去
 }
}

int main(void)
 { 
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//系統優先級分組設置爲2
  MY_USART1_Init();
  while(1);
 }

附串口操作相關庫函數：

void USART_Init();//串口初始化
void USART_Cmd();//使能串口
void  USART_ITConfig();//使能相關中斷

void  USART_SendData();//發送數據到串口
uint16_t USART_ReceiveData();//接收數據

FlagStatus USART_GetFlagStatus();//獲取狀態標誌位
void USART_ClearFlag();//清除狀態標誌位
ITStatus USART_GetITStatus();//獲取中斷狀態標誌位
void USART_ClearITPendingBit();//清除狀態標誌位