嵌入式开发学习之STM32F407串口（USART）收发数据（三）

嵌入式开发学习之STM32F407串口（USART）收发数据（三）

  • 开发涉及工具
  • 一、选定所使用的串口
  • 二、配置串口
    • 1.配置串口的I/O
    • 2.配置串口参数属性
    • 3.配置串口中断
    • 4.串口中断在哪里处理
    • 5.串口如何发送字符串
  • 三、封装串口配置库文件
    • 1.创建头文件（.h）文件
    • 2.创建源文件（.c）文件
  • 四、功能实现

此次实现目的：
1.芯片上电启动时发送“Hello Word！”
2.发送给芯片的数据，芯片又通过串口发送回来
有工程实例，链接在最底部。

开发涉及工具

开发环境（IDE）：IAR-ARM8.32.4
开发板：STM32_F4VE_V2.0
下载器：J-Link
串口调试软件：XCOM_V2.6
固件库版本：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0

一、选定所使用的串口

1.我使用的开发板是STM32F407VE芯片，芯片提供有6个串口。在开发板上可以看到其单独引出了串口针脚，那么我们就需要通过原理图来确认这个针脚是连接的哪一个串口，如下图所示，从原理图中我们不难看出，收发引脚是接在芯片的PA9和PA10上面的。
在这里插入图片描述
2.我们翻看芯片数据手册的引脚定义表，可以发现PA9对应芯片USART1_TX，PA10对应USART1_RX。现在我们就可以开始配置串口1来达到数据收发的效果。
在这里插入图片描述
3.注意：若我们是自己设计电路，则步骤相反。先确认要使用的串口编号，然后确认串口对应的引脚，最后才将其引出针脚

二、配置串口

我们依旧可以在固件库里面去找到关于配置USART的例程，在前面配置GPIO的时候我有提到过，这里不再赘述，直接上配置代码

1.配置串口的I/O

这里值得注意的就是要将端口设置成复用模式，其他配置相同；

void USART1_IO_Conf(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//IO口用作串口引脚要配置复用模式GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_9;//TX引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;//IO口用作串口引脚要配置复用模式GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_10;//RX引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}

2.配置串口参数属性

这里值得注意的还有里面调用了一个配置串口中断的函数USART1_NVICConf()（解释一下什么是中断，中断就是有一个事件发生了，我需要打断CPU现在的工作，转而来处理现在发生的事件），用在这里结合此句USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);的意思是配置的数据接收中断，比如说别的设备给我发送了字符，那么CPU你现在啥都别忙干，先来看看这个字符是什么。

void USART1_Conf(uint32_t baud)//配置函数，定义一个形参用于配置波特率
{USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义配置串口的结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//开启串口1的时钟USART_DeInit(USART1);//大概意思是解除此串口的其他配置USART_StructInit(&USART_InitStructure);USART_InitStructure.USART_BaudRate              = baud;//设置波特率USART_InitStructure.USART_WordLength            = USART_WordLength_8b;//字节长度为8bitUSART_InitStructure.USART_StopBits              = USART_StopBits_1;//1个停止位USART_InitStructure.USART_Parity                = USART_Parity_No ;//没有校验位USART_InitStructure.USART_Mode                  = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//将串口配置为收发模式USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl   = USART_HardwareFlowControl_None; //不提供流控 USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//将相关参数初始化给串口1USART1_NVICConf();//配置串口的中断USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);//初始配置时清除接受置位USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//初始配置接收中断USART_Cmd(USART1,ENABLE);//开启串口1
}

3.配置串口中断

那要如何配置串口的中断呢，其方法如下

void USART1_NVICConf(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断控制结构体变量定义NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = USART1_IRQn;//中断通道指定为USART1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
}

4.串口中断在哪里处理

那么问题来了，我产生了事件，我CPU要在哪里来查看呢，这就需要中断服务函数来实现，中断服务函数不能随意命名（但对其原来的名字进行重定义也可以），中断服务函数的名称我们在中断向量表中查找，我使用的此版固件在stm32f40_41xx.s大概120行的中断向量表里面找，然后如下编写

void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断是不是真的有中断发生{USART_SendData(USART1,USART_ReceiveData(USART1));//又将数据发回去USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //已经处理就清楚标志位 }  
}

5.串口如何发送字符串

我们写一个通过串口发送字符串的函数，可如下编写：

void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen)
{uint32_t i;for(i = 0;i < dataLen;i ++){USART_SendData(USARTx,data[i]);//发送数据while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成}
}

三、封装串口配置库文件

由于我们配置串口和使用串口的功能函数比较多，放在一个源文件里面比较杂乱，那么我们可以直接将关于使用串口的文件封装成库文件，通过导入头文件就可使用，方法如下

1.创建头文件（.h）文件

在IAR新建一个空白文件，保存为usart.h（如何新建文件和保存文件，我在《嵌入式开发学习之STM32F407芯片IAR环境搭建空白工程（一）》有提到，不做赘述），然后语法格式如下，

#ifndef _USART_H//.h文件三要素之一
#define _USART_H//.h文件三要素之一#include "stm32f4xx.h"//依据自身工程情况导入头文件//外部可调用函数的声明
void USART1_IO_Conf(void);
void USART1_Conf(uint32_t baud);
void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen);#endif//.h文件三要素之一

2.创建源文件（.c）文件

在IAR新建一个空白文件，保存为usart.h，然后语法格式如下，

#include "usart.h"void USART1_IO_Conf(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//IO口用作串口引脚要配置复用模式GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_9;//TX引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;//IO口用作串口引脚要配置复用模式GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_10;//RX引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}void USART1_NVICConf(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断控制结构体变量定义NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = USART1_IRQn;//中断通道指定为USART1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
}void USART1_Conf(uint32_t baud)//配置函数，定义一个形参用于配置波特率
{USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义配置串口的结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//开启串口1的时钟USART_DeInit(USART1);//大概意思是解除此串口的其他配置USART_StructInit(&USART_InitStructure);USART_InitStructure.USART_BaudRate              = baud;//设置波特率USART_InitStructure.USART_WordLength            = USART_WordLength_8b;//字节长度为8bitUSART_InitStructure.USART_StopBits              = USART_StopBits_1;//1个停止位USART_InitStructure.USART_Parity                = USART_Parity_No ;//没有校验位USART_InitStructure.USART_Mode                  = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//将串口配置为收发模式USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl   = USART_HardwareFlowControl_None; //不提供流控 USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//将相关参数初始化给串口1USART1_NVICConf();//配置串口的中断USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);//初始配置时清除接受置位USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//初始配置接受中断USART_Cmd(USART1,ENABLE);//开启串口1
}/******** 串口1 中断服务函数 ***********/
void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)//判断是不是真的有中断发生{USART_SendData(USART1,USART_ReceiveData(USART1));//又将数据发回去USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //已经处理就清楚标志位 }  
}void Usart_SendString(USART_TypeDef* USARTx,uint8_t *data,uint32_t dataLen)
{uint32_t i;for(i = 0;i < dataLen;i ++){USART_SendData(USARTx,data[i]);//发送数据while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成}
}

四、功能实现

功能实现时我们在主函数中调用配置函数即可，编写如下

#include "stm32f4xx.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"void main()
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//使用了中断，则这一句必须要有USART1_IO_Conf();//配置串口的IOUSART1_Conf(115200);//串口配置成波特率115200Usart_SendString(USART1,"Hello Word!\r\n",13);//发送字符串while(1){}
}

实验结果：
在这里插入图片描述
工程实例链接：https://download.csdn.net/download/qq_45100839/88425993

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