[RealTouch例程]串口的基本使用

发布于 2012-09-01 17:15:46 浏览：9912 订阅该版

串口
串口在嵌入式系统中是一个非常重要的外设，它通信方式简单在软件开发阶段常用作调试工具。本示例中我们只实现串口的输出功能，同时还 会实现一个具有printf功能输出接口。这样咱们以后的例程中就有了一个简单的调试工具。
 
1. STM32串口简介
STM32的串口功能非常丰富，它可以支持双全工异步通信、LIN、IrDA、智能卡协议、单线半双工通信、支持调制解调器操作。
接下来我们将对使用STM32的串口应该进行的哪些设置给予简单说明，并对需要设置的寄存器给予简单介绍。要使用串口除了应对串口的波特率等进行配置外还需要对串口用到I/O进行设置，下面将分步进行介绍：

1)	串口时钟使能
STM32可以对每个外设进行单独的时钟控制，因此配置串口前需要打开串口的时钟。开启时钟前查看一下具体外设在哪个总线上是非常有必要的，通过查看STM32的参考手册第一章的1.2节得知串口1和6（USART1和6）在APB2上其它串口都在APB1上。

2)	设置波特率
串口波特率的设置是在USART_BRR中配置的，寄存器描述如下：

波特率配置寄存器各位描述
31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
保留
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
DIV_Mantissa	DIV_Fraction
                      STM32的波特率发生器可以使用分数作为分频值，DIV_Fraction表示小数部分DIV_Mantissa表示整数部分。分频值USARTDIV = DIV_Mantissa + DIV_Fraction /（8 * （2 - OVER8））。波特率Baud = APBxCLK / (8 * (2 – OVER8) * USARTDIV)。其中OVER8是USART_CR1中的一位取值0或1（当OVER8为1时只有DIV_Fraction[2:0]有效，DIV_Fraction[3]应设置为0）。举例说明一下这个分频值的计算：假设OVER8为0，USART_BRR为0x1BC则Mantissa = 27，Fraction = 12。分频值为27+12/16 = 27.75。
3)	串口控制

串口控制寄存器1各位描述
31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
保留
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVER8	-	UE	M	WAKE	PCE	PS	PEIE	TXEIE	TCIE	RXNEIE	TCIE	TE	RE	RWU	SBK
STM32共有三个控制寄存器在这里我们仅对控制寄存器1中要用到的位给予说明。OVER8是设置过采样，1表示8倍过采样0表示16倍过采样。UE为串口使能。M为字长选择，0表示8位数据位1表示9位数据位。PCE为校验控制使能，1表示开启校验0表示无需校验。PS为校验选择，0表示偶校验1表示奇校验。PEIE为校验中断使能。TE为发送使能，1表示允许发送。

4)	数据传输
STM32的数据发送与接收都是通过寄存器USART_DR来实现的。它是一个包含发送（TDR）和接收（RDR）的32位双功能寄存器，但只有9位有效位。

5)	串口状态
串口状态寄存器各位描述
31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
保留
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
保留	CTS	LBD	TXE	TC	RXNE	IDLE	ORE	NF	FE	PE
   在这里我们只需关注TXE、TC这两个位。串口发送数据时是先把数据放在发送缓冲区，然后再放到移位寄存器中一位一位的将数据发送出去。TXE为1时就表示发送缓冲区TDR为空，TC为1则表示传输完成即移位寄存器中也没有数据。只有当TXE为1时我们才能将下一个数据写到USART_DR中。

2.本例程所用硬件资源介绍
本示例使用了串口3（在扩展板上标有UART字样），PB10对应发送引脚，PB11对应接收引脚但本例程只使用了发送引脚。
 
3. 例程
代码1    初始化串口
```/* uart.h */
 
void uart_init(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 开启GPIO_B的时钟 */
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
    /* 开启串口3的时钟 */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_10;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

/* 将PB10作为复用功能中的USART3通信引脚使用 */
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART3);

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_Init(USART3, &USART_InitStructure);

/* 使能串口3 */
    USART_Cmd(USART3, ENABLE);
}

``` 这里要注意的就是引脚配置为复用功能模式后，还需要选择具体使用哪个复用功能，其余的初始化比较简单就没什么说的了。

代码2    发送数据
``` /* uart.c */

static void _send(const char *str, unsigned int size)
{
    int pos = 0;

while(size)
    {
        if (str[pos] == '�')
            break;
        
	/* 等待缓冲区空 */
        while(!(USART3->SR & 0x80));
        /* 发送数据 */
        USART3->DR = str[pos];

pos ++;
        size --;
    }
}

void debug(const char* fmt,...)
{
    va_list ap;
    char string[65];

string[64]='�';
    va_start(ap,fmt);
    vsprintf(string,fmt,ap);
    va_end(ap);
    _send(string,64);
}
```                  
在这里我实现了一个可以格式输出的接口在以后的例程中可以把它作为调试工具了。

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