串口通信原理和控制程序

　　以USART1為例的串口初始化

　　本程序調(diào)用了STM32自帶的固件庫，工程中具體的文件見下圖：

　　一.GPIO及USART1初始化結(jié)構(gòu)體變量定義

　　GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;12

　　二.串口時鐘及GPIO端口時鐘使能

　　USART1是掛在APB2總線上的外設(shè)。

　　TX，RX分別是PA9，PA10端口的復(fù)用。

　　要使用到端口復(fù)用，就要使能端口的時鐘，并使能相應(yīng)外設(shè)的時鐘。這里可使用|同時使能這兩個時鐘。

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA"RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);1

　　三.TX，RX配置

　　GPIO端口模式的配置包括

　　確定需要配置的引腳

　　確定端口速度

　　確定端口工作模式

　　初始化該引腳

　　//USART1Tx(PA.09)GPIO_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);//USART1Rx(PA.10)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);12345678910

　　四.串口參數(shù)初始化

　　以下為默認(rèn)的參數(shù)：

　　USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;//波特率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_Mode_Rx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//USART1使能12345678

　　至此，串口相關(guān)的配置已全部完成，接下來可以寫串口程序了。

　　五.串口程序

　　這里以STM32與PC通信為例。

　　例1.PC向STM32發(fā)送一個字符，STM32再將該字符發(fā)回去。

　　while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=SET);//等待PC的消息order=USART_ReceiveData(USART1);//讀取收到的消息USART_SendData(USART1,order);//發(fā)送消息while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完1234

　　關(guān)于兩次等待的說明：

　　RXNE和TC都是寄存器USART_SR中的位。當(dāng)寄存器收到消息后，RXNE會置1，此時讀取消息可令其清零。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，TC會置1，此時讀取狀態(tài)可令其清零。

　　例2.STM32向PC發(fā)一個字符串

　　字符串內(nèi)容如下：

　　#defineSENDBUF_LEN23unsignedcharorder[SENDBUF_LEN]="01061111/11052121";123

　　發(fā)送程序如下：

　　for(i=0;iSR;//防止首字符丟失USART_SendData(USART1,order[i]);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}123456

　　關(guān)于USART1->SR作用的解釋：

　　STM32在復(fù)位時TC位被置1，因此while語句中的內(nèi)容直接成立，while語句直接跳出，第一個字符還沒發(fā)送完，寄存器就發(fā)送了第二個字符，導(dǎo)致第一個字符被掩蓋。解決方法是在發(fā)送前先將TC為清零，方法是讀USART->SR。由此可知，在發(fā)字符串時，一定要先讀一次USART->SR，而例1中發(fā)一個字符時就不必要了，因?yàn)椴粫械诙€字符來覆蓋第一個字符。

　　調(diào)試中遇到的問題

　　無論P(yáng)C發(fā)什么，STM32都沒有回應(yīng)。調(diào)試過程：我把初始化的程序與網(wǎng)上眾多程序員寫的初始化程序做了比較，沒有發(fā)現(xiàn)不一樣的地方。接著我就懷疑USART_SendData(USART1,order)這句代碼中的order的數(shù)據(jù)類型有問題。這個函數(shù)的定義如下：

　　voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));assert_param(IS_USART_DATA(Data));/*TransmitData*/USARTx->DR=(Data&(uint16_t)0x01FF);}123456789

　　可知Data的數(shù)據(jù)類型是uint16_t，我就試著把order的數(shù)據(jù)類型分別改成了char,uint8_t,uint16_t,但問題仍無法解決(實(shí)際上，這個數(shù)據(jù)類型是沒有任何影響的)。

　　值得一提的是，之前我們設(shè)置USART1的參數(shù)時，一次發(fā)送的數(shù)據(jù)長度設(shè)置的是8位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;，那么為什么這里寫的卻是16位的無符號整型呢?看這句話USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);，可知理論上發(fā)送的內(nèi)容應(yīng)該是Data的低9位。然而，由于之前設(shè)置了數(shù)據(jù)長度為8位，故實(shí)際發(fā)送的內(nèi)容只有低8位。那么為什么Data會&0x01ff呢?其實(shí)這多余的一位是用于奇偶校驗(yàn)的，當(dāng)需要配置奇偶校驗(yàn)時，需要將數(shù)據(jù)長度設(shè)置為9位即USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;，記住，STM32的數(shù)據(jù)位是包括奇偶校驗(yàn)位的，而PC上調(diào)試助手上的數(shù)據(jù)位仍需設(shè)置為8位，這樣互發(fā)數(shù)據(jù)才不會出問題。

　　回到之前的問題上來——更改完發(fā)現(xiàn)仍解決不了問題后，我在程序中加了一個LED閃爍程序，即接收數(shù)據(jù)之前LED亮，發(fā)送完數(shù)據(jù)后LED滅，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LED始終是亮的。后改成LED先滅后亮，發(fā)現(xiàn)LED始終是滅的。故猜想程序卡死在了這兩句程序之間，接著懷疑到函數(shù)delay_ms()上，接著發(fā)現(xiàn)這個由淘寶賣家提供的delay_ms()函數(shù)需要先初始化才能使用。(這個延時函數(shù)不是簡單的for循環(huán)延時，比較復(fù)雜和精準(zhǔn)，初始化函數(shù)為delay_init();)由于沒有初始化，導(dǎo)致程序死在這條語句上。

　　2. STM32發(fā)回來的內(nèi)容與PC發(fā)送的內(nèi)容不一致。調(diào)試過程：用示波器觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)收發(fā)的數(shù)據(jù)都是正確的，但電平寬度不一致，由此得知兩者的波特率不一致，進(jìn)一步計算得知是STM32的串口波特率不對。后發(fā)現(xiàn)程序默認(rèn)的外部高速時鐘是8MHz，而我的板子上的晶振是11.0592MHz，故波特率計算錯誤。解決方法是更改頭文件stm32f10x.h中的HSE_VAULE，見下圖

　　需要說明的是，博主更改這里后仍不能接受到正確消息，當(dāng)時我設(shè)置的波特率是1200，后來改成9600就正常了。博主沒有去深入了解寄存器，只能猜想STM32應(yīng)該不支持過低的波特率吧。

　　3.當(dāng)STM32向c51發(fā)送字符串時，c51接收不到正確的數(shù)據(jù)。我用示波器看了下PC向c51發(fā)送的波形，又看了下STM32向c51發(fā)送的波形，發(fā)送數(shù)據(jù)所用時間差不多，所以波特率應(yīng)該是對的，波形由于太長，每個脈沖太窄，不好觀察，看起來也差不多。最后我讓STM32把之前發(fā)的數(shù)據(jù)發(fā)給PC，發(fā)現(xiàn)了問題——那就是之前提到的首字符丟失問題。