學(xué)習(xí)STM32單片機(jī)，繞不開的串口

剛開始學(xué)單片機(jī)的你，是不是會因用程序把LED點(diǎn)亮而感到高興，會因用程序把數(shù)碼管點(diǎn)亮而感到高興。這是好事，這也是想繼續(xù)學(xué)習(xí)下去的動力。

但是數(shù)據(jù)相關(guān)的實驗是學(xué)習(xí)單片機(jī)和STM32的一道坎，此時就需要用好本文要說的串口這個調(diào)試工具。

串口通信介紹

關(guān)于串口通信的介紹，也可以點(diǎn)擊閱讀之前發(fā)的一篇文章:STM32串口通信基本原理。

串口通信是指外設(shè)和計算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式......這種太過理論了，看似懂了，但又不懂。還是用我筆者自己的話來說吧。

串口通信就是可以把程序在單片機(jī)或者STM32芯片中運(yùn)行的結(jié)果發(fā)送到電腦的一種通信方式。

如何使用串口通訊，你需要知道的幾個重要的知識點(diǎn)：

• 波特率，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋缟蠄D設(shè)置為9600，那么程序中也要設(shè)置為9600

• 硬件連接，接收、發(fā)送交叉連接，如上圖TxD->RxD，RxD->TxD

• 停止位

• 奇偶校驗

• 硬件數(shù)據(jù)流

其中，后3項一般不需要改變。

學(xué)會串口通信能做什么

學(xué)過C語言的人都知道，程序開發(fā)需要不斷調(diào)試不斷驗證。很多的語言編程軟件都有很完整的程序調(diào)試功能。使用起來很方便。而我們的開發(fā)雖然也是用C語言，但我們的程序最終運(yùn)行的環(huán)境不是在我們的開平臺而是在真正的硬件系統(tǒng)中運(yùn)行。這時想要查看程序的運(yùn)行過程或者結(jié)果就不像編程軟件那么方便了。

想要解決這個問題，我們這時就可以借助串口通信來把我們需要知道的結(jié)果又或者是程序運(yùn)行的關(guān)鍵步驟發(fā)送到電腦上，我們就知道程序在硬件系統(tǒng)中運(yùn)行是否出現(xiàn)問題。51單片機(jī)可以用串口來調(diào)試，STM32可以用串口來調(diào)試，Linux開發(fā)板也是使用串口來調(diào)試。

當(dāng)你學(xué)會串口通信時，你可以開始玩WIFI模塊、GSM模塊、藍(lán)牙模塊、GPS模塊、以及各種使用串口通信的傳感器等等。有能力你還可以編寫上位機(jī)軟件通過串口通信來控制設(shè)備。

串口通信需要什么

如果你只有STM32核心板，那么你還需要一個串口轉(zhuǎn)USB模塊和一個串口數(shù)據(jù)接收軟件還有幾根杜邦線就可以了。

如果你的是比較完整的一款開發(fā)板的話，一般都已經(jīng)帶有串口轉(zhuǎn)USB模塊，這樣使用起來就更簡單了。聰明的你是不是發(fā)現(xiàn)還缺少了點(diǎn)什么，對。沒錯因為還缺少了最重要的程序。想要使用串口通信當(dāng)然還需要寫串口通信的程序。

下文就教你如何去用，而不是寫。

串口實驗

關(guān)于串口的實驗，之前錄過一個基于HAL庫來實現(xiàn)的視頻，可以點(diǎn)擊查看:STM32打印數(shù)據(jù)到串口助手。

而下文中的實驗基于標(biāo)準(zhǔn)庫實現(xiàn)的，與HAL相比思路是一樣的。

在做一個實驗時，最好把這個實驗分割成幾個關(guān)鍵的步驟，這樣做的好處就是可以清晰的知道自己需要做什么，以及做完了哪些。還有哪些還沒做。

下面把串口實驗分成幾個關(guān)鍵的步驟：

1）串口通信使用到的GPIO引腳配置

STM32F103系列的芯片一般都有三個串口以上，用來調(diào)試使用的串口一般都是使用USART1。其他的串口配置都是一樣的。

下面這段就是串口配置的程序：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能USART1，GPIOA時鐘//USART1_TX GPIOA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9GPIO_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);  //初始化GPIOA.9//USART1_RX GPIOA.10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;  //PA10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  //浮空輸入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化GPIOA.10

串口使用的的GPIO口是PA9和PA10，所以只需配置這兩個IO口的輸入輸出模式就可以了。

2）串口主要參數(shù)設(shè)置（直接看程序）

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//USART 初始化設(shè)置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//數(shù)據(jù)格式，8位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(shù)據(jù)流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 
//初始化串口1USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟串口接受中斷

串口參數(shù)配置無法就是配置串口的波特率、數(shù)據(jù)格式、停止位、奇偶校驗、硬件流、收發(fā)模式。除了波特率需要改變其他的參數(shù)都不需要管。直接復(fù)制拿來用。

3）串口中斷配置

串口如果使用中斷接收，那么就需要配置串口的中斷參數(shù)，配置項無法就是配置那個的中斷源和中斷的優(yōu)先級。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//Usart1 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;  //搶占優(yōu)先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //子優(yōu)先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   //根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器

4）串口使能

就是你需要什么時候開始使用串口功能，就是一句原有的函數(shù)。

USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1

5）編寫串口中斷處理函數(shù)

使用庫函數(shù)開發(fā)，所有的中斷函數(shù)都是已經(jīng)存在的，只是中斷函數(shù)里面沒有處理任何事情而已。中斷函數(shù)如下：

完整的串口中斷函數(shù)：

void USART1_IRQHandler(void){int Res=0;  //定義一個變量用來接收串口數(shù)據(jù)集if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數(shù)據(jù)必須是0x0d 0x0a結(jié)尾)
  {
  Res =USART_ReceiveData(USART1);  //讀取接收到的數(shù)據(jù)
  USART_SendData(USART1,Res );     //把接收到的數(shù)據(jù)通過串口1發(fā)送出去
  }
}

串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的函數(shù)都是庫函數(shù)提供的，想用時只需找到它直接拿來用就可以了。

6）實驗現(xiàn)象

把程序編譯燒寫到STM32然后用串口轉(zhuǎn)USB模塊連接到電腦，在串口調(diào)試工具設(shè)置好波特率，打開串口。正常的話，那發(fā)送什么到STM32單片機(jī)，串口工具上就會收到什么。

總結(jié)

以上就完成了一個最簡單的串口實驗。

本文章主要是說明串口的重要性，用來調(diào)試程序很方便。