串口通讯（下）——简单的USART数据收发实验

 

 

之前的上、中两篇文章介绍了串口通讯基础和stm32的USART基本结构等相关。万事俱备只欠东风，现在是时候小试牛刀了。

简单做个USART的串口数据收发实验。实验在stm32f103上完成。

我们选择CH340G芯片来完成，其可以实现USB转USART。

查阅开发板原理图可得，CH340G芯片TXD、RXD默认与USART1的TX、RX连接，即PA9、PA10引脚。如图11-1。

图11-1

当然了，如果你想用其他串口，如USART2的收发引脚，直接用杜邦线连接到相应引脚即可。

实验中会用到USART接收中断，当USART收到数据即执行中断函数。所以我们需要配置NVIC。

static void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

这里如何配置不再赘述，专栏里之前的文章已经有了相关介绍，有不明白的地方可移步阅读。

接下来进行USART初始化的配置。GPIO_InitTypeDef和NVIC_InitTypeDef两个结构体分别定义对应的结构体对象。然后开启GPIO和USART时钟。接下来配置USART的TX、RX引脚和串口的参数。我们配置其波特率为115200，8个数据位，1个停止位，无校验，无硬件流控制，数据收发一起。

void USART_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
    /* USART_TX GPIO配置 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
    /* USART_RX GPIO配置 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
    /* 串口参数配置 */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    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);
	
    NVIC_Configuration();
	
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能USART1接收中断
	
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

相关的配置已经完成，接下来开始发送数据。之前的文章说到过，发送时由TDR寄存器逐位将数据转移到发送移位寄存器，然后由移位寄存器一位一位发送。所以如果需要发送字符串数据，则可按此原理进行逐位发送。

/* 发送单个字符 */
void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t data)
{
    // 操作USART_DR寄存器发送单个数据
    USART_SendData(pUSARTx, data);
    // 等待发送寄存器TDR为空，为空时则置1
    while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

/* 发送字符串 */
void Usart_SendStr(USART_TypeDef* pUSARTx, char *str)
{
    uint8_t i = 0;
    do
    {
	Usart_SendByte(pUSARTx, *(str+i));
	i++;
    }while(*(str+i) != '');
    // 等待发送完成
    while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TC) == RESET);
}

当USART收到数据即会执行中断函数，那么我们在stm32f10x_it.c中编写中断服务函数USART1_IRQHandler()。

void USART1_IRQHandler(void)
{
    uint8_t ucTemp;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {
	ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);
	// 调用库函数，把接收到的数据发给串口调试助手
        USART_SendData(USART1, ucTemp);
    }
}

最后就是在main函数里调用以上的函数进行数据收发了。

int main(void)
{
    USART_Config();
	
    Usart_SendStr(USART1, "This is a test data.
");
	
    while(1);
}

用USB转串口线连接电脑和开发板，根据程序配置的参数调试串口助手的参数，把程序烧录到板子，便可以开始收发数据了。如下图的助手发送接收截图。

图11-2

我们也可以利用收发的数据进而控制LED。有一点需要注意的是，如果想通过串口发送指令控制LED，那么就会涉及到字符读取，这时我们需要重定向c库函数scanf到串口，即重新定义fgetc函数。如果需要打印串口信息，同样也需要重定向printf函数。另外，需要在工程配置里需勾选“Use MicroLIB”。

/* 重定向c库函数printf */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
	
    return ch;
}

/* 重定向c库函数scanf */
int fgetc(FILE *f)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
	
    return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}