串口通信相关理论知识

UART和USART

UART：universal asynchronous receiver and transmitter 通用异步收发器

USART：universal synchronous asynchronous receiver and transmitter 通用同步和异步收发器

UART：一般只能用于异步串行通信。

USART：既可以用于同步串行通讯，也能用于异步串行通讯。

通信方式

• 串行通信：

• 传输原理：数据按位顺序传输
• 优点：占用引脚资源少
• 缺点：速度相对较慢

• 并行通信：

• 传输原理：数据各个为同时传输
• 优点：速度快
• 缺点：占用引脚资源多

传送模式

• 单工模式
• 半双工模式
• 全工模式

同步和异步

• 同步：发送方发出数据后，等接收方回响应以后才发下一个数据包的通讯方式
• 异步：发送方发出数据后，不等接收方回响应，接着发送下个数据包的通讯方式

同步是阻塞模式，异步是非阻塞模式

开发板的串口资源

串口1用于下载程序，串口2用于与WIFI等的连接。

外设GPIO的USART配置

串口通信的配置流程

1. 串口、GPIO时钟使能

RCC_APB2PeriphClockCmd();

2. GPIO端口模式设置

CPIO_Init();

3. 串口参数初始化

USART_Init();

4. 开启中断并且初始化NVIC

NVIC_Init();
USART_ITConfig();

5. 使能串口

USART_Cmd();

6. 编写中断处理函数

USARTx_IRQHandler();

串口数据收发：

void USART_SendData();
uint16_t USART_ReceiveData();

串口传输状态：

//得到标志位状态
//参数：哪个串口，变量
//返回标志位的状态：0或1
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
//清除标志位
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

//获取中断的状态，判断中断是否打开
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
//清除与中断相关的标志位
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

1. 不论接收还是发送，都是通过两个寄存器（发送数据寄存器TDR、接收数据寄存器RDR）
2. 接受和发送使用的都是同个寄存器（数据寄存器DR）
3. 整个过程是由CPU或者DMA处理

相关寄存器

状态寄存器（USART_SR）

TXE：发送数据寄存器空（Transmit data register empty），与发送数据寄存器相关

TC：发送完成（Transmission complete），与发送移位寄存器相关

RXNE：读数据寄存器非空（Read data register not empty）

TEX和TC的复位值为1，RXNE的复位值为0！

小实验

单片机通过串口1发送一个字符到电脑上

//my_usart1.h

#define USART1_GPIO_PIN_TX GPIO_Pin_9
#define USART1_GPIO_PIN_RX GPIO_Pin_10
#define USART1_GPIO_PORT GPIOA

void My_USART1(void);

void My_USART1(void){
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  USART_InitTypeDef USART1_InitStrue;
  
  //1. 串口、GPIO时钟使能
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_GPIOA,ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
  
  //2.GPIO端口模式设置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_GPIO_PIN_TX;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART1_GPIO_PIN_RX;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_FLOATING;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  
  //3. 串口参数初始化
  USART1_InitStrue.USART_BaudRate = 9600;                      //波特率
  USART1_InitStrue.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  //硬件流动控制，一般选择无
  USART1_InitStrue.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;  //模式
  USART1_InitStrue.USART_Parity = USART_Parity_No;            //
  USART1_InitStrue.USART_StopBits = 8;                        //发送位数
  USART1_InitStrue.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;    //长度
  USART_Init(USART1,&USART1_InitStrue);
  
  //4. 开启中断并且初始化NVIC
  //本次没有使用中断，暂时不需要
  
  //5. 使能串口
  USART_Cmd(USART1,ENABLE);
  
  //6. 编写中断处理函数
  //本次没有使用中断，暂时不需要
}

在主函数中调用

int main(void){
  My_USART1();
  USART_SendData(USART1,'H');
  
  while(1){}
}