USART文件夾介紹

usart 文件夾內包含了 usart.c 和 usart.h 兩個文件。這兩個文件用于串口的初始化和中斷接收。這里只是針對串口 1，比如你要用串口 2 或者其他的串口，只要對代碼稍作修改就可以了。

usart.c里面包含了2個函數一個是void USART1_IRQHandler(void);另外一個是void uart_init(u32 bound);里面還有一段對串口 printf 的支持代碼，如果去掉，則會導致 printf 無法使用，雖然軟件編譯不會報錯，但是硬件上 STM32 是無法啟動的，這段代碼不要去修改。

printf 函數

這段引入 printf 函數支持的代碼在 usart.h 頭文件的最上方，這段代碼加入之后便可以通過 printf 函數向串口發送我們需要的內容，方便開發過程中查看代碼執行情況以及一些變量值。這 段代碼不需要修改，引入到 usart.h 即可。

這段代碼為：

//

//加入以下代碼,支持printf函數,而不需要選擇use MicroLIB

#if 1

#pragma import(__use_no_semihosting)

//標準庫需要的支持函數

struct __FILE

{

int handle;

};

FILE __stdout;

//定義_sys_exit()以避免使用半主機模式

_sys_exit(int x)

{

x = x;

}

//重定義fputc函數

int fputc(int ch, FILE *f)

{

while((USART1->SR&0X40)==0);//循環發送,直到發送完畢

USART1->DR = (u8) ch;

return ch;

}

#endif

uart_init函數

串口設置的一般步驟可以總結為如下幾個步驟：

1. 串口時鐘使能，GPIO 時鐘使能
   2. 串口復位
   2. GPIO 端口模式設置
   2. 串口參數初始化
   2. 開啟中斷并且初始化 NVIC（如果需要開啟中斷才需要這個步驟）
   2. 使能串口
   2. 編寫中斷處理函數

下面，我們就簡單介紹下這幾個與串口基本配置直接相關的幾個固件庫函數。

這些函數和定義主要分布在 stm32f10x_usart.h 和 stm32f10x_usart.c 文件中。

1.串口時鐘使能。

串口是掛載在 APB2 下面的外設，所以使能函數為：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；

2.串口復位。

當外設出現異常的時候可以通過復位設置，實現該外設的復位，然后重新配置這個外設達到讓其重新工作的目的。一般在系統剛開始配置外設的時候，都會先執行復位該外設的操作。

復位的是在函數 USART_DeInit()中完成：

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);//串口復位

比如我們要復位串口 1，方法為：

USART_DeInit(USART1); //復位串口 1

3.串口參數初始化。

串口初始化是通過 USART_Init()函數實現的:

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；

這個函數的第一個入口參數是指定初始化的串口標號，這里選擇 USART1。

第二個入口參數是一個 USART_InitTypeDef 類型的結構體指針，這個結構體指針的成員變量用來設置串口的一些參數。一般的實現格式為：

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率設置;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為 8 位數據格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //無奇偶校驗位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

//無硬件數據流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

從上面的初始化格式可以看出初始化需要設置的參數為：波特率，字長，停止位，奇偶校驗位，硬件數據流控制，模式（收，發）。我們可以根據需要設置這些參數。

4.數據發送與接收。

STM32 的發送與接收是通過數據寄存器 USART_DR 來實現的，這是一個雙寄存器，包含了 TDR 和 RDR。當向該寄存器寫數據的時候，串口就會自動發送，當收到數據的時候，也是存在該寄存器內。

STM32 庫函數操作 USART_DR 寄存器發送數據的函數是：

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

通過該函數向串口寄存器 USART_DR 寫入一個數據。

STM32 庫函數操作 USART_DR 寄存器讀取串口接收到的數據的函數是:

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

通過該函數可以讀取串口接受到的數據。

5.串口狀態。

串口的狀態可以通過狀態寄存器 USART_SR 讀取。USART_SR 的各位描述如下圖所示。

RXNE（讀數據寄存器非空），當該位被置 1 的時候，就是提示已經有數據被接收到了，并且可以讀出來了。這時候我們要做的就是盡快去讀取 USART_DR，通過讀 USART_DR 可以將該位清零，也可以向該位寫 0，直接清除。

TC（發送完成），當該位被置位的時候，表示 USART_DR 內的數據已經被發送完成了。如果設置了這個位的中斷，則會產生中斷。該位也有兩種清零方式：

1）讀 USART_SR，寫USART_DR。

2）直接向該位寫 0。

在我們固件庫函數里面，讀取串口狀態的函數是：

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；

這個函數的第二個入口參數非常關鍵，它是標示我們要查看串口的哪種狀態，比如上面講解的RXNE(讀數據寄存器非空)以及 TC(發送完成)。例如：

我們要判斷讀寄存器是否非空(RXNE)，操作庫函數的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);

我們要判斷發送是否完成(TC)，操作庫函數的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

這些標識號在 MDK 里面是通過宏定義定義的：

#define USART_IT_PE ((uint16_t)0x0028)
#define USART_IT_TXE ((uint16_t)0x0727)
#define USART_IT_TC ((uint16_t)0x0626)
#define USART_IT_RXNE ((uint16_t)0x0525)
#define USART_IT_IDLE ((uint16_t)0x0424)
#define USART_IT_LBD ((uint16_t)0x0846)
#define USART_IT_CTS ((uint16_t)0x096A)
#define USART_IT_ERR ((uint16_t)0x0060)
#define USART_IT_ORE ((uint16_t)0x0360)
#define USART_IT_NE ((uint16_t)0x0260)
#define USART_IT_FE ((uint16_t)0x0160)

6.串口使能。

串口使能是通過函數 USART_Cmd()來實現的，這個很容易理解，使用方法是：

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

7.開啟串口響應中斷。

有些時候當我們還需要開啟串口中斷，那么我們還需要使能串口中斷，使能串口中斷的函數是：

void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)

這個函數的第二個入口參數是標示使能串口的類型，也就是使能哪種中斷，因為串口的中斷類型有很多種。比如在接收到數據的時候（RXNE 讀數據寄存器非空），我們要產生中斷，那么我們開啟中斷的方法是：

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷，接收到數據中斷

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷，接收到數據中斷

USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC，ENABLE);

8.獲取相應中斷狀態。

當我們使能了某個中斷的時候，當該中斷發生了，就會設置狀態寄存器中的某個標志位。經常我們在中斷處理函數中，要判斷該中斷是哪種中斷，使用的函數是：

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT)

比如我們使能了串口發送完成中斷，那么當中斷發生了， 我們便可以在中斷處理函數中調用這個函數來判斷到底是否是串口發送完成中斷，方法是：

USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC)

返回值是 SET，說明是串口發送完成中斷發生。

串口實驗設計

硬件設計

本實驗需要用到的硬件資源有：

1） 串口 1

    串口 1 之前還沒有介紹過，本實驗用到的串口 1 與 USB 串口并沒有在 PCB 上連接在一起，需要通過跳線帽來連接一下。這里我們把 P6 的 RXD 和 TXD 用跳線帽與 PA9 和 PA10 連接起來。

連接上這里之后，我們在硬件上就設置完成了，可以開始軟件設計了。