串口通信第7章《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與實(shí)踐》（第2版）主講教師：（

學(xué)院)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)思維與素養(yǎng)目標(biāo)

理解和掌握通信（異步串行通信）的基本概念，熟知常見的串行通信接口（RS-232、RS-485、SPI、I2C等接口）及通信協(xié)議。

了解STM32微控制器的USART的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特性，理解其通信原理及過程。

熟悉標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫和HAL庫中有關(guān)USART的接口函數(shù)，理解USART接口函數(shù)的編程思想。

能夠根據(jù)硬件原理圖，正確配置串口相關(guān)參數(shù)并搭建實(shí)際電路。

熟練運(yùn)用串口通信的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)和HAL庫接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)輪詢方式、中斷方式、DMA方式下串口通信程序的編寫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

借鑒ModBus通信協(xié)議和CRC校驗(yàn)算法，自定義通信協(xié)議的編程思想并應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目。

通過借鑒ModBus通信協(xié)議和CRC校驗(yàn)算法，將自定義通信協(xié)議的編程思想應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目，拓展裸機(jī)編程的邊界，踐行“知識(shí)—技能—思維”的教育閉環(huán)。

初步形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維。學(xué)習(xí)目標(biāo)7.1通信概述7.2異步串行通信7.3STM32的USART模塊7.4USART模塊的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)及應(yīng)用7.5USART模塊的HAL庫接口函數(shù)及應(yīng)用7.6編程思想之自定義串口通信協(xié)議第７章串口通信7.1通信概述通信方式分類按數(shù)據(jù)傳送方式串行通信并行通信按通信數(shù)據(jù)同步方式同步通信異步通信按數(shù)據(jù)傳輸方向及與時(shí)間的關(guān)系單工通信半雙工通信全雙工通信7.1通信概述

串行通信（SerialTransmission），是指通過一根數(shù)據(jù)線或少量數(shù)據(jù)線（少于8根）將數(shù)據(jù)一位一位地按順序依次傳送。

并行通信（ParallelTransmission），是指用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送多位數(shù)據(jù)，通常以8位、16位、32位等數(shù)據(jù)位傳送。串行通信與并行通信7.1通信概述

并行通信一次可傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)，并行通信傳輸數(shù)據(jù)量是串行傳輸?shù)臄?shù)倍，如早期的并行接口的硬盤、打印機(jī)，采用PCI（PeripheralComponentInterconnect，外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)）并行接口的顯卡等。并行傳輸?shù)娜秉c(diǎn)長距離傳輸成本較高；信號(hào)線之間的干擾大，傳輸速率很難達(dá)到很高；體積大，占用空間大，不利于設(shè)備的小型化、微型化。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線結(jié)構(gòu)，即CPU與內(nèi)部寄存器及接口之間采用并行傳輸。7.1通信概述串行通信是目前最為流行的一種通信方式，如U盤以及采用USB接口的設(shè)備、工業(yè)上常用的RS-485和RS-232等，都是串行通信設(shè)備。USB的串行通信接口U盤的串行通信接口計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所使用的傳輸方式均是串行傳輸，單片機(jī)與外設(shè)之間也大多采用各類串行接口，比如USART、USB、IIC、SPI等。7.1通信概述同步通信與異步通信

同步通信是連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，要求收發(fā)雙方的時(shí)鐘必須保持嚴(yán)格的同步。

特點(diǎn)：輸速率較高

異步通信在發(fā)送的有效數(shù)據(jù)中增加一些用于同步的控制位，比如開始位和停止位等，數(shù)據(jù)以字符為單位組成數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳送，收發(fā)雙方需約定數(shù)據(jù)的傳輸速率。特點(diǎn)：

傳輸效率較低；通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡單、成本低。7.1通信概述單工、半雙工、全雙工通信根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向以及與時(shí)間的關(guān)系，串行通信可以分為單工、半雙工和全雙工三種通信方式。通信方式描述舉例單工任何時(shí)刻都只能單方向通信的工作方式，即一端固定為發(fā)送端，另一端固定為接收端燈塔、廣播和電視半雙工兩個(gè)設(shè)備均可以收發(fā)數(shù)據(jù)，但不能在同一時(shí)刻進(jìn)行對講機(jī)全雙工兩個(gè)設(shè)備可以同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)手機(jī)7.1通信概述通信傳輸速率每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為比特每秒（bit/s，bps），是衡量串行數(shù)據(jù)傳輸速度快慢的指標(biāo)。波特率每秒所傳輸?shù)淖址麛?shù)：波特率=字符速率×每個(gè)字符包含的位數(shù)字符速率為120字符/秒，若每個(gè)字符包含10位（1個(gè)起始位，7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)校驗(yàn)位，1個(gè)結(jié)束位），則波特率為10位/字符×120字符/秒＝1200bps。字符速率常用的串口傳輸速率（波特率）有1200、2400、4800、9600、19200和115200等。舉例7.2異步串行通信目錄7.2.1異步串行通信協(xié)議7.2.2異步串行通信接口異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀由起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位四部分組成。數(shù)據(jù)傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200和38400波特。通信傳輸速率和數(shù)據(jù)幀格式一起稱為通信協(xié)議。起始位：占一位，位于數(shù)據(jù)幀的開頭，以邏輯“0”表示傳輸數(shù)據(jù)的開始。數(shù)據(jù)位：要發(fā)送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長度可以是5～8位。校驗(yàn)位：占一位，用于檢測數(shù)據(jù)是否有效。停止位：一幀傳送結(jié)束的標(biāo)志，根據(jù)實(shí)際情況定，可以是1、1.5或2位?？臻e位：數(shù)據(jù)傳輸完畢，用“1”表示當(dāng)前線路上沒有數(shù)據(jù)傳輸。7.2.1異步串行通信協(xié)議7.2.1異步串行通信接口UART（UniversalAsynchronousReceiverTransmitter，通用異步收發(fā)傳輸器）是一個(gè)全雙工通用異步串行收/發(fā)模塊，主要用于打印程序調(diào)試信息、上位機(jī)和下位機(jī)的通信以及ISP程序下載等場合。UART至少需要兩根數(shù)據(jù)線用于通信雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向同時(shí)傳輸，最簡單的UART接口由TxD、RxD、GND共3根線組成。其中，TxD用于發(fā)送數(shù)據(jù)，RxD用于接收數(shù)據(jù)，GND為信號(hào)地線，通過交叉連接實(shí)現(xiàn)兩個(gè)芯片間的串口通信。RS-232是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA，ElectronicIndustryAssociation）制定的串行通信物理接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了相應(yīng)的電氣特性和物理特性，通常采用DB-9或DB-25的形式，以DB-9最為常見。外形針腳號(hào)符號(hào)功能1DCD數(shù)據(jù)載波檢測，輸入2RxD接收數(shù)據(jù)，輸入3TxD發(fā)送數(shù)據(jù)，輸出4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒，輸出5GND信號(hào)地6DSR數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒，輸入7RTS請求發(fā)送，輸出8CTS清除發(fā)送，輸入9RI振鈴指示，輸入7.2.1異步串行通信接口對可靠性要求不高的場合，DB-9通常采用三線制串口，僅需發(fā)送（Tx）、接收（Rx）和地（GND）三條線，即可實(shí)現(xiàn)全雙工通信，進(jìn)行最基本的數(shù)據(jù)收發(fā)傳送，最高傳輸速率可達(dá)20kbps7.2.1異步串行通信接口

RS-232為異步串行通信接口，其電氣標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯，不能與TTL電平設(shè)備直接相連，而微控制器中的UART采用的是TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，因此，RS-232與微控制器相連時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。7.2.1異步串行通信接口7.3STM32的USART模塊7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)7.3.2USART接口7.3.3USART編程模式USART內(nèi)部功能實(shí)現(xiàn)由三部分構(gòu)成:7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)波特率發(fā)生器發(fā)送器/接收器控制單元數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器單元

通過USART_BRR寄存器實(shí)現(xiàn)串口通信數(shù)據(jù)傳輸速率的設(shè)置。

通過向USART的控制寄存器（ControlRegister）CR1、CR2、CR3和USART的狀態(tài)寄存器SR（StatusRegister）寫入相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)USART數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收控制7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)波特率發(fā)生器發(fā)送器/接收器控制單元CR1主要用于配置USART的數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位及中斷使能；CR2用于配置USART停止位以及SCLK時(shí)鐘控制；CR3主要涉及CTS硬件流控制和單字節(jié)/DMA多緩沖傳輸控制的配置。USART狀態(tài)寄存器SR各bit位所代表的含義7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)bit位寄存器名稱功能描述31-10保留，硬件強(qiáng)制設(shè)置為“0”9CTSCTS標(biāo)志0：nCTS狀態(tài)線上沒有變化；1：nCTS狀態(tài)線上發(fā)生變化。8LBDLIN斷開檢測標(biāo)志（LINbreakdetectionflag）0：沒有檢測到LIN斷開；1：檢測到LIN斷開。7TXE發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空(Transmitdataregisterempty)0：數(shù)據(jù)還沒有被轉(zhuǎn)移到移位寄存器；1：數(shù)據(jù)已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到移位寄存器。6TC發(fā)送完成（Transmissioncomplete）0：發(fā)送還未完成；1：發(fā)送完成。5RXNE讀數(shù)據(jù)寄存器非空(Readdataregisternotempty)0：數(shù)據(jù)沒有收到；1：收到數(shù)據(jù)，可以讀出。USART狀態(tài)寄存器SR各bit位所代表的含義7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)bit位寄存器名稱功能描述4IDLE監(jiān)測到總線空閑（IDLElinedetected）0：沒有檢測到空閑總線；1：檢測到空閑總線。3ORE過載錯(cuò)誤（Overrunerror）0：沒有過載錯(cuò)誤；1：檢測到過載錯(cuò)誤2NE噪聲錯(cuò)誤標(biāo)志（Noiseerrorflag）0：沒有檢測到噪聲；1：檢測到噪聲。1FE幀錯(cuò)誤（Framingerror）0：沒有檢測到幀錯(cuò)誤；1：檢測到幀錯(cuò)誤或者break符。0PE校驗(yàn)錯(cuò)誤（Parityerror）0：沒有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤；1：奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤。

組成：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（TDR）接收數(shù)據(jù)寄存器（RDR）發(fā)送移位寄存器接收移位寄存器7.3.1USART內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器單元數(shù)據(jù)發(fā)送過程數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（TDR）發(fā)送移位寄存器觸發(fā)TXE中斷下一幀數(shù)據(jù)寫入TDR寄存器TC位被置位一幀發(fā)送結(jié)束傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)接收過程數(shù)據(jù)接收移位寄存器接收數(shù)據(jù)寄存器RXNE中斷RXNE位被清零準(zhǔn)備接收下一幀處理數(shù)據(jù)7.3.2USART接口STM32F103大容量產(chǎn)品有5個(gè)串行通信接口，USART4和USART5為2個(gè)通用異步收發(fā)器，不支持同步模式，只有異步通信功能。USART模式USART1USART2USART3USART4USART5異步模式

（支持）

硬件流控制

（不支持）

多緩存通信（DMA）

多處理器通信

同步

智能卡

半雙工（單線模式）

IrDA

LIN

USART異步模式至少需要兩個(gè)引腳：Rx（接收數(shù)據(jù)引腳）和Tx（發(fā)送數(shù)據(jù)引腳），使用了復(fù)用I/O功能?？偩€USARTx復(fù)用功能USART1_REMAP=0USART1_REMAP=1GPIO配置APB2總線USART1USART1_TXPA9PB6復(fù)用推挽輸出USART1_RXPA10PB7浮空輸入APB1總線USART2USART2_TXPA2PD5復(fù)用推挽輸出USART2_RXPA3PD6浮空輸入U(xiǎn)SART3USART3_TXPB10PC10復(fù)用推挽輸出USART3_RXPB11PC11浮空輸入7.3.2USART接口7.3.3

USART編程模式輪詢模式CPU不斷地查詢I/O設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，如果準(zhǔn)備就緒就發(fā)送，否則提示超時(shí)錯(cuò)誤；會(huì)占用CPU的大量時(shí)間，效率低。中斷方式通過中斷請求線，在I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒時(shí)向CPU發(fā)出中斷請求，CPU中止正在進(jìn)行的工作轉(zhuǎn)向處理I/O設(shè)備的中斷事件中斷方式相比輪詢方式效率較高。DMA方式直接存儲(chǔ)器傳送，不經(jīng)過CPU直接在內(nèi)存和外設(shè)之間進(jìn)行批量數(shù)據(jù)交換，適用于高速大批量成組數(shù)據(jù)的傳輸；滿足高速I/O設(shè)備的傳輸要求，有利于提高CPU的利用率。通過定期或循環(huán)查詢USART狀態(tài)寄存器SR各位的狀態(tài)，編寫應(yīng)用程序?qū)邮栈虬l(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有兩種方式實(shí)現(xiàn)對USART相關(guān)寄存器的操作：輪詢方式寄存器開發(fā)方式在編程代碼中直接配置這些功能寄存器基于庫的開發(fā)方式

間接對寄存器操作實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的USART通信功能7.3.3

USART編程模式USART主要有以下中斷事件：發(fā)送期間：發(fā)送完成、清除發(fā)送和發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空；接收期間：空閑總線檢測、溢出錯(cuò)誤、接收數(shù)據(jù)寄存器非空、校驗(yàn)錯(cuò)誤、LIN斷開符號(hào)檢測、噪音標(biāo)志（僅在多緩沖器通信）和幀錯(cuò)誤（僅在多緩沖器通信）。中斷方式USART中斷映射7.3.3

USART編程模式中斷方式中斷標(biāo)志中斷使能位STM32中的定義中斷事件TXETXEIEUART_IT_TXE發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空CTSCTSIEUART_IT_CTSCTS標(biāo)志TCTCIEUART_IT_TC發(fā)送完成RXNERXNEIEUART_IT_RXNE接收數(shù)據(jù)就緒（可讀）ORETXNEIE

檢測到數(shù)據(jù)溢出IDLEIDLEIEUART_IT_IDLE檢測到空閑線路標(biāo)志PEPEIEUART_IT_PE奇偶檢驗(yàn)錯(cuò)誤標(biāo)志LBDLBDIEUART_IT_LBD斷開標(biāo)志NE或ORT或PEEIEUART_IT_ERR噪聲標(biāo)志，溢出錯(cuò)誤和幀錯(cuò)誤USART中斷事件及中斷使能標(biāo)志位7.3.3

USART編程模式STM32F103微控制器的USART的發(fā)送和接收分別映射到不同的DMA通道上，如USART1_Rx被映射到DMA1的通道5，USART1_Tx被映射到DMA1的通道4。DMA方式USART模塊可通過DMA方式進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸。7.3.3

USART編程模式7.4USART模塊的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)及應(yīng)用7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)7.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例

STM32的USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫函數(shù)定義在STM32F10x標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫的stm32f10x_usart.c文件中，其相應(yīng)的stm32f10x_usart.h頭文件定義了USART相關(guān)的結(jié)構(gòu)體和宏定義，并聲明了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫函數(shù)，共29種。

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)typedefstruct{uint32_tUSART_BaudRate;uint16_tUSART_WordLength;uint16_tUSART_StopBits;uint16_tUSART_Parity;uint16_tUSART_Mode;uint16_tUSART_HardwareFlowControl;}USART_InitTypeDef;

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART初始化結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體成員取值范圍USART_BaudRate（波特率）9600115200USART_WordLength（數(shù)據(jù)位數(shù)）USART_WordLength_8b（8位）USART_WordLength_9b（9位）USART_StopBits（停止位）USART_StopBits_1（1位）USART_StopBits_0_5（0.5位）USART_StopBits_2（2位）USART_StopBits_1_5（1.5位）USART_Parity（校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑︰SART_Parity_No（無校驗(yàn)）USART_Parity_Even（偶校驗(yàn)）USART_Parity_Odd（奇校驗(yàn)）USART_Mode（收發(fā)模式）USART_Mode_Rx（接收模式）USART_Mode_Tx（發(fā)送模式）USART_HardwareFlowControl（硬件流控制）USART_HardwareFlowControl_None（不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)）USART_HardwareFlowControl_RTS（使用RTS）USART_HardwareFlowControl_CTS（使用CTS）USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS（使用RTC和CTS）USART_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體成員及其取值

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART初始化函數(shù)voidUSART_Init(USART_TypeDef*USARTx,USART_InitTypeDef*USART_InitStruct);例如：USART_Init(USART1,&USART_InitStructurer);//初始化串口1庫函數(shù)1USART初始化復(fù)位函數(shù)voidUSART_DeInit(USART_TypeDef*USARTx);當(dāng)外設(shè)出現(xiàn)異常時(shí)，可以通過復(fù)位操作，對外設(shè)重新進(jìn)行配置。例如：USART_DeInit(USART1);//復(fù)位串口1庫函數(shù)2

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART使能函數(shù)voidUSART_Cmd(USART_TypeDef*USARTx,FunctionalStateNewState);例如：USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口1庫函數(shù)3USART發(fā)送單個(gè)數(shù)據(jù)函數(shù)voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData);例如：USART_SendData(USART1,0x26)；//通過串口1發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)據(jù)26H庫函數(shù)4

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART接收數(shù)據(jù)函數(shù)uint16_tUSART_ReceiveData(USART_TypeDef*USARTx);例如：Temp=USART_SendData(USART1);//將接收串口1發(fā)來的數(shù)據(jù)存到變量Temp中庫函數(shù)5USART獲取串口狀態(tài)函數(shù)FlagStatusUSART_GetFlagStatus(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_FLAG);使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送或接收時(shí)，先判斷狀態(tài)寄存器的狀態(tài)再進(jìn)行下一步操作，該函數(shù)實(shí)現(xiàn)對指定的USART標(biāo)志位是否設(shè)置進(jìn)行檢查。例如：FlagStatusStatus;Status=USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE);庫函數(shù)6

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART獲取串口狀態(tài)函數(shù)函數(shù)USART_GetFlagStatus()有兩個(gè)輸入?yún)?shù)：參數(shù)1：USARTx，可選為USART1、USART2或USART3；參數(shù)2：USART_FLAG為待檢測的USART標(biāo)志位；函數(shù)返回值為SET（置位）或RESET（復(fù)位）。庫函數(shù)6USART_FLAG描述USART_FLAG_CTSCTS標(biāo)志位USART_FLAG_LBDLIN中斷檢測標(biāo)志位USART_FLAG_TXE發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空標(biāo)志位USART_FLAG_TC發(fā)送完成標(biāo)志位USART_FLAG_RXNE接收數(shù)據(jù)寄存器非空標(biāo)志位USART_FLAG_IDLE空閑總線標(biāo)志位USART_FLAG_ORE溢出錯(cuò)誤標(biāo)志位USART_FLAG_NE噪聲錯(cuò)誤標(biāo)志位USART_FLAG_FE幀錯(cuò)誤標(biāo)志位USART_FLAG_PE奇偶錯(cuò)誤標(biāo)志位

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART獲取串口狀態(tài)函數(shù)串口采用USART_SendData()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要先判斷USART_FLAG_TXE（發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空標(biāo)志位）或USART_FLAG_TC（發(fā)送完成標(biāo)志位）的狀態(tài)，等發(fā)送完成后再執(zhí)行后面的程序，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);//發(fā)送數(shù)據(jù)//判斷發(fā)送是否完成，循環(huán)等待直到發(fā)送完畢while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);returnch;或while(USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);return(ch);庫函數(shù)6

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART獲取串口狀態(tài)函數(shù)采用USART_ReceiveData()函數(shù)進(jìn)行接收數(shù)據(jù)時(shí)，要先判斷USART_FLAG_RXNE（接收數(shù)據(jù)寄存器非空標(biāo)志位），非空時(shí)接收數(shù)據(jù)，該位被置“1”時(shí)，表示有數(shù)據(jù)被接收，并可以讀出。具體代碼如下：//判斷接收寄存器是否為空，非空接收數(shù)據(jù)if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==SET){ch=USART_ReceiveData(USART1);//接收數(shù)據(jù)}庫函數(shù)6

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART清除狀態(tài)標(biāo)志函數(shù)voidUSART_ClearFlag(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_FLAG);例如：USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);//清除串口1的TC狀態(tài)標(biāo)志位庫函數(shù)7USART串口中斷使能函數(shù)voidUSART_ITConfig(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_IT,FunctionalStateNewState);例如：USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//開啟接收數(shù)據(jù)寄存器非空中斷USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TC,ENABLE);//開啟發(fā)送完成中斷庫函數(shù)8

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART串口中斷使能函數(shù)USART_ITConfig()函數(shù)的參數(shù)：參數(shù)1：USARTx，可選為USART1、USART2或USART3；參數(shù)2：USART_IT為待檢測的USART標(biāo)志位；參數(shù)3為ENABLE或DISABLE；函數(shù)返回值為SET（置位）或RESET（復(fù)位）。庫函數(shù)8USART_IT描述USART_IT_PE奇偶錯(cuò)誤中斷USART_IT_TXE發(fā)送中斷USART_IT_TC傳輸完成中斷USART_IT_RXNE接收中斷USART_IT_IDLE空閑總線中斷USART_IT_LBDLIN中斷檢測中斷USART_IT_CTSCTS中斷USART_IT_ERR錯(cuò)誤中斷

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART獲取串口中斷狀態(tài)函數(shù)ITStatusUSART_GetITStatus(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_IT);庫函數(shù)9若使能了中斷，則會(huì)設(shè)置狀態(tài)寄存器中的某個(gè)標(biāo)志位，通過調(diào)用該函數(shù)來判斷是否是串口發(fā)送完成中斷，實(shí)現(xiàn)方式如下：USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_TC);若返回值是SET，則說明串口1發(fā)送完成，產(chǎn)生了中斷。999

7.4.1USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫接口函數(shù)USART清除串口中斷標(biāo)志函數(shù)voidUSART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_IT);例如，復(fù)位發(fā)送完成中斷標(biāo)志位：USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_TC);庫函數(shù)10USART串口DMA使能函數(shù)voidUSART_DMACmd(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tUSART_DMAReq,FunctionalStateNewState);用于配置DMA與USART通道，例如：USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);//使能USART1的發(fā)送DMA請求USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_RX,ENABLE);//使能USART1的接收DMA請求庫函數(shù)117.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟聲明GPIO和USART初始化結(jié)構(gòu)體串口所用的GPIO時(shí)鐘使能，串口時(shí)鐘使能設(shè)置I/O引腳功能為復(fù)用推挽輸出、浮空輸入設(shè)置波特率，設(shè)置數(shù)據(jù)格式：數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位使用串口初始化函數(shù)USART_Init()初始化相應(yīng)串口利用串口使能函數(shù)USART_Cmd()使能相應(yīng)串口應(yīng)用程序編寫7.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟

聲明GPIO和USART初始化結(jié)構(gòu)體USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;1

串口所用的GPIO時(shí)鐘使能，串口時(shí)鐘使能開啟外設(shè)時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd()。例如：使能USART1、GPIOA的時(shí)鐘，所用的函數(shù)為RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);27.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟

設(shè)置I/O引腳功能為復(fù)用推挽輸出、浮空輸入串口使用的是I/O的復(fù)用功能。USART1的發(fā)送引腳為PA9，需將PA9配置為復(fù)用推挽輸出；USART1的輸入引腳為PA10，需將PA10配置為浮空輸入。3//USART1_TX，PA9，配置為復(fù)用推挽輸出，并初始化PA9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;

//復(fù)用推挽輸出GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1_RX，PA10，配置為浮空輸入，并初始化PA10GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化PA107.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟

設(shè)置波特率，設(shè)置數(shù)據(jù)格式：數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//設(shè)置數(shù)據(jù)位占8位USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//設(shè)置停止位占1位USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//無奇偶校驗(yàn)位//不采用硬件數(shù)據(jù)流控制USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//設(shè)置為收發(fā)模式47.4.2USART串口應(yīng)用編程步驟

使用串口初始化函數(shù)USART_Init()初始化相應(yīng)串口USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口1USART15

利用串口使能函數(shù)USART_Cmd()使能相應(yīng)串口USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口6

應(yīng)用程序編寫若使用中斷，則編寫串口中斷函數(shù)voidUSART1_IRQHandler(void)77.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例一簡單實(shí)現(xiàn)串口通信應(yīng)用實(shí)例二重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)應(yīng)用實(shí)例三USART查詢方式7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例USART初始化頭文件USART_Init_Config.h，代碼如下：#ifndef__USART_INIT_CONFIG_H#define__USART_INIT_CONFIG_H#include"stm32f10x.h"voidUSART_Init_Config(void);#endif功能描述：

通過串口USART1實(shí)現(xiàn)簡單的收發(fā)功能。通過串口調(diào)試助手進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)顯示。

應(yīng)用實(shí)例一——簡單實(shí)現(xiàn)串口通信編程代碼USART初始化頭文件USART_Init_Config.hUSART初始化程序USART_Init_Config.c文件主程序main.c文件7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例USART初始化程序USART_Init_Config.c文件#include<stdio.h>#include"USART_Init_Config.h"voidUSART_Init_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;//開啟GPIOA和USART1的時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//USART1_TX，設(shè)置PA9為復(fù)用輸出模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//PA9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1_RX，設(shè)置PA10為浮空輸入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;應(yīng)用實(shí)例一——簡單實(shí)現(xiàn)串口通信GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1參數(shù)配置USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;//設(shè)置波特率為115200USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//數(shù)據(jù)位占8位USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//1位停止位USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//無校驗(yàn)USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口1}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例主程序main.c文件，代碼如下：#include"stm32f10x.h"#include<stdio.h>#include"led.h"#include"USART_Init_Config.h"intmain(void){LED_Init();USART_Init_Config();charTemp;while(1){if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)){USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);Temp=USART_ReceiveData(USART1);USART_SendData(USART1,Temp);USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);} }}應(yīng)用實(shí)例一——簡單實(shí)現(xiàn)串口通信另一種實(shí)現(xiàn)方式：intmain(void){while(1){if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET){ch=USART_ReceiveData(USART1);//接收數(shù)據(jù)USART_SendData(USART1,ch);//發(fā)送數(shù)據(jù)//循環(huán)等待發(fā)送完畢

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}}}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例在嵌入式C語言開發(fā)中需要重新定義printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)，將標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出重新定向到串口，才能實(shí)現(xiàn)串口輸出或LCD輸出。重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)也就是重寫fput()函數(shù)和fget()函數(shù)。應(yīng)用實(shí)例二——重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)

fputc()函數(shù)fgetc()函數(shù)函數(shù)原型intfputc(intch,FILE*f)intfgetc(FILE*f)功能將一個(gè)字符寫入到文件中從文件f中讀出一個(gè)字符參數(shù)ch為要輸出的字符，f指向FILE結(jié)構(gòu)的指針f指向FILE結(jié)構(gòu)的指針返回值發(fā)送成功，返回ch的值；失敗，則返回EOF（通常為-1）成功，則返回讀取的字符；失敗，則返回EOF（通常為-1）7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)，需要在串口初始化頭文件usart.h中添加#include<stdio.h>頭文件，同時(shí)在KeilMDK編譯器的Target中勾選UseMicroLIB。按照fget()函數(shù)和fput()函數(shù)的原型，重寫相應(yīng)的USART接口程序應(yīng)用實(shí)例二——重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)//重定向C庫函數(shù)printf()到串口intfputc(intch,FILE*f){/*發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到串口*/USART_SendData(DEBUG_USARTx,(uint8_t)ch);/*等待發(fā)送完畢*/while(USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);return(ch);}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例使用上述代碼輸出字符串時(shí)，會(huì)出現(xiàn)丟失第一個(gè)字符的現(xiàn)象，可以在發(fā)送字符前調(diào)用USART_ClearFlag()復(fù)位TC標(biāo)志位應(yīng)用實(shí)例二——重定向printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_TC);//重定向C庫函數(shù)scanf()到串口，重定向后可使用scanf()函數(shù)intfgetc(FILE*f){/*等待串口輸入數(shù)據(jù)*/while(USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx,USART_FLAG_RXNE)==RESET); return(int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例通過串口1利用查詢方式實(shí)現(xiàn)發(fā)送字符命令“Y”點(diǎn)亮LED燈，發(fā)送字符命令“N”熄滅LED燈。應(yīng)用實(shí)例三——USART查詢方式功能描述USART可以采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，根據(jù)各狀態(tài)寄存器的狀態(tài)決定下一步是否要執(zhí)行發(fā)送接收或轉(zhuǎn)入相應(yīng)錯(cuò)誤處理。7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例USART初始化頭文件USART_Init_Config.h，代碼如下：#ifndef__USART_INIT_CONFIG_H#define__USART_INIT_CONFIG_H#include"stm32f10x.h"voidUSART_Init_Config(void);#endif應(yīng)用實(shí)例三——USART查詢方式USART_Init_Config.hUSART_Init_Config.c文件main.c程序7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例USART初始化程序USART_Init_Config.c文件，代碼如下：#include<stdio.h>#include"USART_Init_Config.h"voidUSART_Init_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;//使能USART1和GPIOA的時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);USART_DeInit(USART1);//復(fù)位串口1//USART1_TXPA9為復(fù)用推挽輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1_RX，PA10為浮空輸入

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;應(yīng)用實(shí)例三——USART查詢方式GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1參數(shù)配置：波特率115200，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)，不使用硬件流控制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=SART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);USART_Cmd(USART1,ENABLE);}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例三——USART查詢方式//重定向printf函數(shù)intfputc(intch,FILE*f){/*發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到USART1*/USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);/*等待發(fā)送寄存器為空*/

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET); return(ch);}//重定向scanf函數(shù)intfgetc(FILE*f){/*等待串口1輸入數(shù)據(jù)*/while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==RESET);return(int)USART_ReceiveData(USART1);}7.4.3USART標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫應(yīng)用實(shí)例main.c程序#include"stm32f10x.h"#include<stdio.h>#include"led.h"#include"USART_Init_Config.h"intmain(void){charch;//定義一個(gè)字符變量，用于接收字符LED_Init();//LED燈初始化USART_Init_Config();//USART初始化

while(1){ch=getchar();printf("接收到的指令%c\n",ch);應(yīng)用實(shí)例三——USART查詢方式switch(ch){case'N':GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);printf("熄滅LED燈\n");break;case'Y':GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);printf("點(diǎn)亮LED燈\n");break;default:printf("請輸入正確的指令：N熄滅燈，Y點(diǎn)亮燈!\n");break;}}}7.5USART模塊的HAL庫接口函數(shù)及應(yīng)用7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)7.5.2USART的HAL庫應(yīng)用實(shí)例7.5.3USART模塊應(yīng)用實(shí)例拓展

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)

UART模塊的HAL庫相關(guān)接口函數(shù)定義在源文件stm32f1xx_hal_uart.c中，在stm32f1xx_hal_uart.h頭文件中可以查看相關(guān)庫函數(shù)聲明以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)體定義。

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)USART模塊的HAL庫常用接口函數(shù)類型函數(shù)及功能描述引腳功能操作函數(shù)輪詢方式HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout);功能描述：串口輪詢模式發(fā)送函數(shù)，使用超時(shí)管理機(jī)制HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout);功能描述：串口輪詢模式接收函數(shù)，使用超時(shí)管理機(jī)制中斷方式HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize);功能描述：串口中斷模式發(fā)送函數(shù)HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize);功能描述：串口中斷模式接收函數(shù)DMA方式HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize);功能描述：串口DMA模式發(fā)送函數(shù)HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize);功能描述：串口DMA模式接收函數(shù)HAL_UART_DMAPause(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：串口DMA模式暫停函數(shù)HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：串口DMA模式停止函數(shù)

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)USART模塊的HAL庫常用接口函數(shù)類型函數(shù)及功能描述初始化及復(fù)位函數(shù)HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef*huart)功能描述：UART初始化函數(shù)HAL_UART_DeInit(UART_HandleTypeDef*huart)功能描述：UART復(fù)位函數(shù)中斷處理函數(shù)（回調(diào)函數(shù)）voidHAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART中斷處理函數(shù)voidHAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART數(shù)據(jù)發(fā)送完成時(shí)的回調(diào)函數(shù)，用戶在該函數(shù)內(nèi)編寫中斷處理程序voidHAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART數(shù)據(jù)發(fā)送一半時(shí)的回調(diào)函數(shù)voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART數(shù)據(jù)接收完成時(shí)的回調(diào)函數(shù)，用戶在該函數(shù)內(nèi)編寫中斷處理程序voidHAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART數(shù)據(jù)接收一半時(shí)的回調(diào)函數(shù)voidHAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：UART傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)調(diào)用的回調(diào)函數(shù)外設(shè)狀態(tài)函數(shù)HAL_UART_GetState(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：獲取串口狀態(tài)函數(shù)HAL_UART_GetError(UART_HandleTypeDef*huart);功能描述：獲取串口錯(cuò)誤函數(shù)

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout);UART發(fā)送函數(shù)HAL_UART_Transmit()采用串口2發(fā)送固定數(shù)據(jù)，無限等待，間隔1s循環(huán)發(fā)送。constchar*Send_Data="WelcometoSchool!\r\n";HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)Send_Data,strlen(Send_Data),0xFFFF);HAL_Delay(1000);函數(shù)原型函數(shù)解析該函數(shù)為串口在輪詢方式下發(fā)送指定長度的數(shù)據(jù)，采用超時(shí)管理機(jī)制，若超出設(shè)定值時(shí)數(shù)據(jù)還沒有發(fā)送完成，則不再發(fā)送，返回超時(shí)標(biāo)志（HAL_TIMEOUT）。使用范例

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)UART發(fā)送函數(shù)HAL_UART_Transmit()HAL_UART_Transmit()共有四個(gè)參數(shù)第一個(gè)參數(shù)huart為結(jié)構(gòu)體類型UART_HandleTypeDef定義的指針，取值為huart1~huart5。第二個(gè)參數(shù)uint8_t*pData為要發(fā)送的數(shù)據(jù)，pData為指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，類型為uint8_t，若發(fā)送的數(shù)據(jù)不是此類型，需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。第三個(gè)參數(shù)uint16_tSize為要發(fā)送數(shù)據(jù)的大小。第四個(gè)參數(shù)uint32_tTimeout為超時(shí)等待時(shí)間。

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout);UART接收函數(shù)HAL_UART_Receive()uint8_tch;HAL_UART_Receive(&huart3,(uint8_t*)&ch,1,1000);函數(shù)原型函數(shù)解析

HAL_UART_Receive()為UART在輪詢模式下的接收函數(shù)，采用超時(shí)管理機(jī)制，使用方式同HAL_UART_Transmit()使用范例

7.5.1UART的HAL庫接口函數(shù)HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize){if(huart->RxState==HAL_UART_STATE_READY)//如果串口處于空閑狀態(tài)，則執(zhí)行以下語句

{

if((pData==NULL)||(Size==0U)){returnHAL_ERROR;}__HAL_LOCK(huart);//配置huart參數(shù)前先上鎖

/*以下為結(jié)構(gòu)體變量huart的參數(shù)配置 */

huart->pRxBuffPtr=pData;//設(shè)置緩存指針

huart->RxXferSize=Size;//設(shè)置接收數(shù)據(jù)數(shù)量

huart->RxXferCount=Size;//設(shè)置接收計(jì)數(shù)器

huart->ErrorCode=HAL_UART_ERROR_NONE;//ErrorCode設(shè)置為無錯(cuò)誤

huart->RxState=HAL_UART_STATE_BUSY_RX;//接收狀態(tài)設(shè)置為接收忙碌 UART中斷接收函數(shù)HAL_UART_Receive_IT()/*huart解鎖*/__HAL_UNLOCK(huart);/*使能UART的PE（奇偶檢驗(yàn)錯(cuò)誤）中斷*/__HAL_UART_ENABLE_IT(huart,UART_IT_PE);/*使能UART錯(cuò)誤中斷*/__HAL_UART_ENABLE_IT(huart,UART_IT_ERR);/*使能UART數(shù)據(jù)寄存器非空中斷*/__HAL_UART_ENABLE_IT(huart,UART_IT_RXNE);returnHAL_OK;//配置完成，則返回HAL_OK}else{returnHAL_BUSY;//若huart不是READY狀態(tài)，則返回HAL_BUSY忙狀態(tài)

}}例：uint8_tRxBuffer[10];HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t*)&RxBuffer,1);實(shí)現(xiàn)簡單的STM32串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，調(diào)試此應(yīng)用實(shí)例，需要在PC機(jī)端安裝“串口調(diào)試助手”。實(shí)例效果：STM32目標(biāo)板每隔1s循環(huán)發(fā)送字符“歡迎來到串口通信模塊”到PC機(jī)上的串口助手。功能硬件設(shè)計(jì)通過STM32F103目標(biāo)板上的串口1實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，可通過串口調(diào)試助手查看測試結(jié)果。

7.5.2USART的HAL庫應(yīng)用實(shí)例新建STM32CubeMX工程，選擇MCUSTM32CubeMX功能參數(shù)配置生成工程代碼編寫應(yīng)用程序下載調(diào)試驗(yàn)證軟件設(shè)計(jì)流程RCC和時(shí)鐘配置串口配置

7.5.2USART的HAL庫應(yīng)用實(shí)例軟件設(shè)計(jì)——新建STM32CubeMX工程，選擇MCU新建一個(gè)STM32CubeMx工程，選擇選擇MCU，這里選擇STM32F103ZETx芯片，讀者可根據(jù)自己的目標(biāo)板選擇相應(yīng)的芯片軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置HSE選擇“Crystal/CeramicResonator”（晶振/陶瓷諧振器RCC配置軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置通過圖形化方式直觀地對系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行配置，系統(tǒng)時(shí)鐘采用外部高速時(shí)鐘，配置STM32F103系列芯片最大時(shí)鐘為72MHz，配置APB2為72MHz，配置APB1為36MHz。時(shí)鐘配置軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置在“Connectivity”中選擇“USART1”；設(shè)置“Mode”為“Asynchronous”（異步傳輸模式）設(shè)置USART1的相關(guān)參數(shù)，配置為默認(rèn)值：115200、8、None和1。串口配置軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置USART1的發(fā)送引腳USART1_Tx默認(rèn)連接在PA9；接收引腳USART1_Rx默認(rèn)連接在PA10；在配置USART1時(shí)已經(jīng)將PA9引腳設(shè)置為復(fù)用推挽輸出，PA10設(shè)置為輸入模式。串口引腳參數(shù)設(shè)置軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置在“Configeration”配置頁面的“NVICSettings”中勾選“USART1globalinterrupt”。開啟串口USART1的中斷軟件設(shè)計(jì)——STM32CubeMX功能參數(shù)配置在“SystemCore”的“NVIC”中可選擇NVIC中斷優(yōu)先級(jí)分組，默認(rèn)為“4bitsforpre-amptionpriority”，勾選“USART1globalinterrupt”。選擇NVIC中斷優(yōu)先級(jí)分組軟件設(shè)計(jì)——生成工程代碼配置工程名稱、工程保存位置、選擇“MDK-ARMV5”編譯器等配置keil工程名稱和存放位置軟件設(shè)計(jì)——生成工程代碼在“CodeGenerator”選項(xiàng)欄中找到“Generatedfiles”框，勾選“Generateperipheralinitializationasapairof’.c/.h’filesperIP”，將外設(shè)初始化的代碼設(shè)置生成為獨(dú)立的.c源文件和.h頭文件。軟件設(shè)計(jì)——編寫應(yīng)用程序/*USERCODEBEGINPV*/uint8_tRxBuffer[10];uint8_tTxBuffer[10];/*USERCODEENDPV*/在main.c文件中添加代碼：在main.c文件中添加代碼。先定義兩個(gè)數(shù)組RxBuffer和TxBuffer，用于接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)；在main.c文件的/*USERCODEBEGINPV*/和/*USERCODEENDPV*/之間添加代碼軟件設(shè)計(jì)——編寫應(yīng)用程序/*USERCODEBEGIN2*//*使能USART1接收，調(diào)用中斷處理函數(shù)*/HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t*)&RxBuffer,1);/*USERCODEEND2*/在intmain(void)函數(shù)中的/*USERCODEBEGIN2*/和/*USERCODEEND2*/之間添加代碼：/*USERCODEBEGIN4*/voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart){HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&RxBuffer,1,0);HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t*)&RxBuffer,1);}/*USERCODEEND4*/中斷處理函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)功能程序的處理，在/*USERCODEBEGIN4*/和/*USERCODEEND4*/之間添加代碼：基于HAL庫采用中斷控制方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)（PC）通過串口通信控制STM32目標(biāo)板上LED燈的亮滅，發(fā)送字符命令“Y”點(diǎn)亮LED燈，發(fā)送字符命令“N”熄滅LED燈。功能硬件設(shè)計(jì)使用STM32F103的串口1（USART1），PE5引腳連接一個(gè)LED燈。

7.5.3USART應(yīng)用實(shí)例拓展將PE5配置為“OutputPushPull”（推挽輸出），初始化電平為低電平

7.5.3USART應(yīng)用實(shí)例拓展首先定義一個(gè)字符變量Receive_data用于存放接收的字符，在main.c文件中的while()中添加如下程序代碼：while(1){/*USERCODEENDWHILE*//*USERCODEBEGIN3*/uint8_tReceive_data;//定義一個(gè)字符變量Receive_data=getchar();//獲取輸入的命令字符printf("TheReceiveorderis:%c\n",Receive_data);編寫應(yīng)用程序if(Receive_data=='Y')//發(fā)送字符命令Y，點(diǎn)亮LED燈{HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);printf("TheLEDisON!\r\n"); }elseif(Receive_data=='N')//發(fā)送字符命令N，熄滅LED燈{HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);printf("TheLEDisOFF!\r\n");}}/*USERCODEEND3*/

7.5.3USART應(yīng)用實(shí)例拓展//重定向C庫函數(shù)scanf()到串口，重定向后可使用scanf()函數(shù)intfgetc(FILE*f){uint8_tch=0;HAL_UART_Receive(&huart1,&ch,1,0xffff);returnch;}/*USERCODEEND1*/

編寫應(yīng)用程序重新編譯工程，無錯(cuò)誤無警告后，下載到目標(biāo)開發(fā)板進(jìn)行驗(yàn)證。

7.5.3USART應(yīng)用實(shí)例拓展7.6編程思想之自定義串口通信協(xié)議

復(fù)雜的通信控制往往是以數(shù)據(jù)幀為單位進(jìn)行傳