STM32F103 GPIO和串口实战

本节我们将会对STM32F103的硬件资源GPIO和串口进行介绍。

一、GPIO

1.1 电路原理图

LED电路原理图如下图所示：

其中：

  • LED1连接到PA8引脚，低电平点亮；
  • LED2连接到PD2引脚，低电平点亮；
1.2 GPIO引脚介绍

STM32F103系列共有7组GPIO，分别为 GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD、 GPIOE、GPIOF、GPIOG。其中，GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD是常用的，GPIOE~GPIOG只有一部分引脚在某些型号的STM32F103系列中有效。

每组GPIO通常包含16个引脚。但并非所有引脚都在所有STM32F103型号中都有效，具体取决于具体芯片封装。

  • GPIOA：16 个引脚(PA0 - PA15)；
  • GPIOB：16 个引脚(PB0 - PB15)；
  • GPIOC：16 个引脚(PC0 - PC15)；
  • GPIOD：16 个引脚(PD0 - PD15)；
  • GPIOE：16个引脚(PE0 - PE15)；
  • GPIOF：16个引脚(PF0 - PF15)；
  • GPIOG：16个引脚(PG0 - PG15)。
1.3 GPIO寄存器

在STM32F103中，GPIO引脚的配置和控制是通过寄存器来实现的。每个GPIO端口(如GPIOA、GPIOB 等)都有一组寄存器来控制引脚的方向、输出类型、上拉/下拉电阻、输入模式等。；

  • 两个32位配置寄存器，GPIOx_CRH、GPIOx_CRL;
  • 两个32位数据寄存器，GPIOx_IDR、GPIOx_ODR；
  • 一个32位设置/清除寄存器，GPIOx_BSRR；
  • 一个16位复位寄存器，GPIOx_BRR；
  • 一个32位锁定寄存器，GPIOx_LCKR；
1.3.1 端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)

GPIOx_CRL端口配置低8位寄存器(x=A~E)，四位控制1个引脚，共控制8个引脚(0~7引脚)；

31:2827:2423:2019:1615:1211:87:43:0
CNF7[1:0]
MODE7[1:0]		........................CNF0[1:0]
MODE0[1:0]

其中：

MODE[1:0]CNF[1:0]
输入模式0 00 0：模拟输入模式
0 1：浮空输入模式
1 0：上拉/下卡输入模式
1 1：保留
输出模式0 1：最大速度10MHz
1 0：最大速度2MHz
1 1：最大速度50MHz		0 0：通用推挽输出模式
0 1：通用开漏输出模式
1 0：复用功能推挽输出模式
1 1：复用功能开漏输出模式
1.3.2 端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)

GPIOx_CRH四位控制1个引脚(x=A~E)，共控制8个引脚(8~15引脚)；同上不再重复介绍。

1.3.3 端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)

GPIOx_IDR端口输入数据寄存器(x=A~E)；

31~161514131211109876543210
保留IDR15............................IDR0

31~16位始终读0，低16位为只读，并且只能以字(16位)的形式读出。

1.3.4 端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)

GPIOx_ODR端口输出数据寄存器(x=A~E)；

31~161514131211109876543210
保留ODR15............................ODR0

31~16位始终读0，低16位可读可写，并且只能以字(16位)的形式操作。

1.3.5 端口设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

GPIOx_BSRR端口设置/清除寄存器(x=A~E)；

31~1615~0
BR15~BR0BS15~BS0
清除端口x的位y，这些位只能以字(16位)的形式操作。
0：对对应的ODRy位不产生影响
1：清除对应的ODRy位为0		设置端口x的位y，这些位只能以字(16位)的形式操作。
0：对对应的ODRy位不产生影响
1：设置对应的ODRy位为1
1.3.6 端口清除寄存器(GPIOx_BRR)

GPIOx_BRR端口清除寄存器(x=A~E)；

31~1615~0
保留BR15~BR0
清除端口x的位y，这些位只能以字(16位)的形式操作。
0：对对应的ODRy位不产生影响
1：清除对应的ODRy位为1
1.4 GPIO输出输出编码流程

GPIO的输入/输出一般步骤如下：

(1)使能外设时钟：RCC->APB2ENR；

在设置STM32外设的时候，任何时候都需要先使能该外设的始终，APB2ENR是APB2(高速外设)总线上的外设时钟使能寄存器；

15141312111098
ADC3 ENUART1 ENTIM8 ENSPI1 ENTIM1 ENADC2 ENADC1 ENIOPG
76543210
IOPFIOPEIOPDIOPCIOPBIOPA保留AFIO EN

其中对应位置1表示使能。如果使能I/O复用，需要设置AFIO EN位为1。

(2)配置输入/输出：GPIOx->CRL、GPIOx->CRH；

(3)输入GPIOx->IDR、输出GPIOx->ODR。

1.5 代码实现
1.5.1 GPIO初始化函数
/******************************************************** ********************
* File Name          : gpio.c
* Author             : Zhengyang
* Description        : 初始化GPIO口portx：端口号PORTA~Epinx:引脚号PORT0~15gpio_cfg:输入输出模式配置bit：输出电平设置 高：HIGH  低：LOW
********************************************************************************/ 
void gpio_init(PORTx_PINx portx_pinx,GPIO_CFG gpio_cfg,BIT_ACTION bit)
{GPIO_TypeDef *GPIO;u8 portx = portx_pinx/16;                 //获取端口号u8 pinx = portx_pinx%16;	        	  //获取引脚号if(portx==0)GPIO=GPIOA;else if(portx==1)GPIO=GPIOB;else if(portx==2)GPIO=GPIOC;else if(portx==3)GPIO=GPIOD;elseGPIO=GPIOE;RCC->APB2ENR|=1<<(portx+2);	                   //外设时钟使能if(pinx<8){GPIO->CRL &=~(0x0F<<(pinx*4));             //该引脚模式配置四位清零GPIO->CRL|=gpio_cfg<<(4*pinx);             //端口配置寄存器CRL}else if(pinx>=8)    {GPIO->CRH &=~(0x0F<<((pinx-8)*4));             //该引脚模式配置四位清零GPIO->CRH|=gpio_cfg<<(4*(pinx-8));             //端口配置寄存器CRH}if((gpio_cfg&0x03)!=0x00)             				                //输出{if(pinx<8)GPIO->ODR|=bit<<pinx;		        //端口数据输出寄存器ODRelse								GPIO->ODR|=bit<<pinx;	   	        //端口数据输出寄存器	 }
}

这里PORTx_PINx、GPIO_CFG、BIT_ACTION均是枚举类型；

/************************************* 端口配置 ************************************************************/
typedef  enum   			    //宏定义端口配置
{//这里的值不能改！！！GPI                     = 0x00,                       //定义管脚输入方向    GPO_SpeedMax_10         = 0x01,                       //定义管脚输出方向   最大速度10MHZGPO_SpeedMax_2          = 0x02,                       //定义管脚输出方向   最大速度2MHZGPO_SpeedMax_50         = 0x03,                       //定义管脚输出方向   最大速度50MHZ//输入模式可用GPI_DOWN    = 0x08|GPI,                       //输入下拉        PxODR需配置为0          GPI_UP      = 0x08|GPI,                       //输入上拉        PxODR需配置为1       		 复用功能时一般采用GPI_ANALOG  = 0x00|GPI,                       //模拟输入GPI_FLOAT   = 0x04|GPI ,                      //浮空输入//输出模式不能用GPO_PUSH_PULL     = 0x00,                     //通用推挽输出GPO_OPEN_DRAIN    = 0x04,                     //通用开漏输出GPO_MULPUSH_PULL  = 0x08,                     //复用推挽输出GPO_MULOPEN_DRAIN = 0x0C,                     //复用开漏输出//输出模式可用GPO_PUSH_PULL_50         =  GPO_SpeedMax_50| GPO_PUSH_PULL,                 //通用推挽输出，最大速度50MHZ   通用输出一般设置GPO_PUSH_PULL_10         =  GPO_SpeedMax_10| GPO_PUSH_PULL,                 //通用推挽输出，最大速度10MHZ   GPO_PUSH_PULL_2          =  GPO_SpeedMax_2 | GPO_PUSH_PULL,                 //通用推挽输出，最大速度2MHZGPO_MULPUSH_PULL_2       =  GPO_SpeedMax_2| GPO_MULPUSH_PULL,  				//复用推挽输出，最大速度2MHZGPO_MULPUSH_PULL_10      =  GPO_SpeedMax_10| GPO_MULPUSH_PULL, 				//复用推挽输出，最大速度10MHZGPO_MULPUSH_PULL_50      =  GPO_SpeedMax_50| GPO_MULPUSH_PULL               //复用推挽输出，最大速度50MHZ   复用功能 输出模式一般采用这样设置
}GPIO_CFG;/***************************************** 宏定义引脚号 *************************************************************/ 
typedef enum 
{PA0=0,PA1=1,PA2=2,PA3=3,PA4=4,PA5=5,......PE13=77,PE14=78,PE15=79} PORTx_PINx;typedef enum   					    //外部端口输出电平
{ LOW  = 0,HIGH = 1
} BIT_ACTION;
1.5.2 PXout/PXIn

定义GPIO输入输出宏：

/********************** 位运算符优先级低于算术运算符 <<  &  | ~  所以位运算符必须加括号	 ***********************/
#define  Bit_Band(Addr,Bit_Num)     *((volatile unsigned long *)((Addr&0xF0000000)+0x02000000+((Addr&0xfffff)<<5)+(Bit_Num<<2)))/********************************************** I/O 地址映射 **************************************************/
#define GPIOA_IDR         (GPIOA_BASE + 0x08)       //0x40010808
#define GPIOA_ODR         (GPIOA_BASE + 0x0C) 		//0x4001080C
#define GPIOB_IDR         (GPIOB_BASE + 0x08) 		//0x40010C08
#define GPIOB_ODR         (GPIOB_BASE + 0x0C)  		//0x40010C0C
#define GPIOC_IDR         (GPIOC_BASE + 0x08) 		//0x40011008
#define GPIOC_ODR         (GPIOC_BASE + 0x0C) 		//0x4001100C
#define GPIOD_IDR         (GPIOD_BASE + 0x08) 		//0x40011408
#define GPIOD_ODR         (GPIOD_BASE + 0x0C) 		//0x4001180C
#define GPIOE_IDR         (GPIOE_BASE + 0x08) 		//0x40011808
#define GPIOE_ODR         (GPIOE_BASE + 0x0C)  		//0x4001180C/********************************************** 宏定义输入输出	 ************************************************/
#define  PAout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOA_ODR,Bit_Num)	  //输出  1位输出
#define  PAin(Bit_Num)							Bit_Band(GPIOA_IDR,Bit_Num)	  //输入
#define  PBout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOB_ODR,Bit_Num)
#define  PBin(Bit_Num)							Bit_Band(GPIOB_IDR,Bit_Num)
#define  PCout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOC_ODR,Bit_Num)
#define  PCin(Bit_Num)							Bit_Band(GPIOC_IDR,Bit_Num)
#define  PDout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOD_ODR,Bit_Num)
#define  PDin(Bit_Num)							Bit_Band(GPIOD_IDR,Bit_Num)
#define  PEout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOE_ODR,Bit_Num)
#define  PEout(Bit_Num)		                    Bit_Band(GPIOE_ODR,Bit_Num)

这里利用到了STM32的位段功能，Cortex-M3储存器包含两个位段(bit-band)区，将别名寄存器的每个字映射到位段寄存器的一个位。

映射公式(外设寄存器和SRAM可被映射)：

\[bit\_word\_addr = bit\_band\_base + (byte\_offset \times 32) +(bit\_number * 4) \]

其中：

  • bit_word_addr：别名寄存器中的地址映射到某一个目标位；
  • bit_band_base：别名区的起始地址；
  • byte_offset：目标位的字节在位段的序号；
  • bit_number：目标位所在位置(0~31)；

例如：SRAM中某一变量地址为0x20000300字节中的位2；

\[0\times22006008 = 0\times22000000 + ((0\times20000300 - 0\times20000000) \times 8 + 2) \times 4% \]
1.5.3 点亮LED

如需点亮LED，我们只需要在main函数添加如下代码：

gpio_init(PD2,GPO_SpeedMax_50,HIGH);	             // PD2接入LED2 
gpio_init(PA8,GPO_SpeedMax_50,HIGH);                 // PA8接入LED1 
while(1)
{	    PAout(8) = 0;PDout(2) = 1;delay_ms(1500);PAout(8) = 1;PDout(2) = 0;delay_ms(1500);
}
1.5.4 烧录测试

编译完成后通过ISP烧录到开发版，我们可以看到LED1、LED2交替点亮，时间间隔为1.5s。

二、串口

STM32F103微控制器提供了5组串口，分别是USART1, USART2, 和USART3、UART4、UART5；

  • 其中1-3是通用同步/异步串行接口USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)；
  • 4,、5是通用异步串行接口UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。

这些串口可以用来进行UART 通信，例如发送和接收数据。

2.1 串口引脚介绍
串口TXRX
USART_1PA9PA10
USART_2PA2PA3
USART_3PB10PB11
UART_4PC10PC11
UART_5PC12PD2
2.2 串口寄存器
2.2.1 波特率设置寄存器(UARTx_BRR)

波特率计算公式如下：$$波特率=\frac{f_{pclkx}}{ 16 \times USARTDIV}$$

其中：

  • PCLK1用于USART2、USART3、USART4、USART5，最大36MHz；
  • PCLK2用于USART1，最大72MHz。

例如：PCLK2=72MHz，设置波特率为9600；

USARTDIV = 72000000 / (9600 * 16) = 468.75；

DIV_Fraction = 16 * 0.15 = 12 = 0x0C ；

DIV_Mantissa = 468.75 = 0x1D4 。

2.2.2 控制寄存器1(UARTx_CR1)
2.2.3 控制寄存器2(UARTx_CR2)

2.2.4 控制寄存器3(UARTx_CR3)

2.2.5 数据寄存器(UARTx_DR)

USART_DR实际是包含了两个寄存器，一个专门用于发送的TDR，一个专门用于接收的RDR；

  • 进行发送数据操作时，往USART_DR写入数据会自动存储在TDR内；
  • 当进行读取数据操作时，向USART_DR读取数据会自动提取RDR数据。

串行通信时一位一位传输的，所以TDR和RDR寄存器都是介于系统总线和移位寄存器间的；发送数据时把TDR内容转移到发送移位寄存器上，接收数据时则是把接收到的每一位顺序保存在接收移位寄存器内进而转移到RDR。

2.2.6 状态寄存器(UARTx_SR)

状态寄存器适用于检测串口此时所处的状态。
它能够检测到的状态有：发送寄存器空位、发送完成位、读数据寄存器非空位、检测到主线空闲位、过载错误为等等。
主要关注两个位：RXNE和TC(第5、6两位)；

  • RXNE(读数据寄存器非空)：当该位被置1的时候，就是提示已经有数据被接收到了，并且可以读出来了(即RDR移位寄存器中的数据被转移到USART_DR寄存器中)；这时候要做的就是尽快读取USART_DR，从而将该位清零，也可以向该位写0，直接清除；
  • TC(发送完成)：当该位被置1的时候，表示USART_DR内的数据已经被发送完成了。如果设置了这个位的中断，则会产生中断。该位也有两种清零方式：读USART_SR，写USART_DR；直接向该位写0。
2.3 串口发送/接收编码流程

(1)串口时钟使能；RCC->APB2ENR；

在设置STM32外设的时候，任何时候都需要先使能该外设的始终，APB2ENR是APB2(高速外设)总线上的外设时钟使能寄存器；

15141312111098
ADC3 ENUART1 ENTIM8 ENSPI1 ENTIM1 ENADC2 ENADC1 ENIOPG
76543210
IOPFIOPEIOPDIOPCIOPBIOPA保留AFIO EN

USART1是挂在APB2，如果使用串口1，需要使能位14。

(2)串口复位/停止复位；RCC->APB2RSTR；

一般在系统刚开始配置外设时，都会先复位该外设的操作；

15141312111098
ADC3 RSTUART1 RSTTIM8 RSTSPI1 RSTTIM1 RSTADC2 RSTADC1 RSTIOPG RST
76543210
IOPF RSTIOPE RSTIOPD RSTIOPC RSTIOPB RSTIOPA RST保留AFIO RST

写1复位，使其重新工作，写0结束复位。

(3)使能串口时钟，以及I/O状态设置；

  • RX：下拉输入；
  • TX：复用推挽输出模式；

(4)设置USART_CR1的PEIE和RXNEIE；

  • PEIE：校验中断使能 ，校验错误，硬件PE位置1；
  • RXNEIE：使能接收中断；

(5)串口参数设置；

  • 计算波特率，利用USART_BRR寄存器选择要求的波特率；
  • 设置USART_CR1的M位来定义字长；
  • 设置USART_CR2中STOP位来定义停止位的位数；

(6)设置USART_CR1中的TE位，发送使能；

(7)设置USART_CR1中的RE位，接收使能；

(8)设置USART_CR1中的UE位来使能串口；

(9)把要发送的数据写进USART_DR寄存器(此动作清除TXE)位，在只有一个缓存器的情况下对每个待发送的数据重复操作；

(10)在USART_DR寄存器中写入最后一个数据字后，要等待UART_SR寄存器TC=1，它表示最后一个数据帧的传输结束，当需要关闭USART或需要进入停机模式前。需要确认传输结束，避免破坏最后一次传输。

2.4 代码实现
2.4.1 串口初始化
/****************************************************************************************************************  Description:      初始化串口，设置波特率*  parameter  :      USARTn_e       模块号(USART_1~UART_5)baud          波特率，如9600、19200、56000、115200等pclk          pclk2时钟用于USART1    等于系统时钟=外部晶振*9 单位MHX  一般为72pclk1时钟用于USART2~5  等于系统时钟=外部晶振*9 单位MHX  一般为36    *  Sample usage:     usart_init (USART_3, 9600);        //初始化串口3，波特率为9600*                    USARTx->BRR(32)   波特率设置寄存器 15~4:USART分频器除法因子(USARTDIV)的整数部分 3~0 :USART分频器除法因子(USARTDIV)的小数部分波特率=f(plckx)/(16*USARTDIV)												 **************************************************************************************************************/
void usart_init (USARTn usartn, u32 baud)
{u8 pclk;float temp;u16 mantissa;                     //USARTDIV的整数部分u16 fraction;                     //USARTDIV小数部分if(usartn<1)			           //串口时钟选择pclk=PCLK2;elsepclk=PCLK1;temp = (float)(pclk*1000000)/(baud*16);mantissa=  temp;                  //得到整数部分fraction=(temp-mantissa)*16;       //得到小数部分mantissa<<=4;mantissa+=fraction;				//USART分频器除法因子(USARTDIV)/* 配置 UART功能的 复用管脚 */switch(usartn){
//***********************************************************USART1***********************************************case USART_1:RCC->APB2ENR  |= 1<<14;                       //使能USART1时钟RCC->APB2RSTR |= 1<<14;                       //复位USART1RCC->APB2RSTR &=~(1<<14);                      //停止复位  if(USART1_TX == PA9){gpio_init(PA9,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);   //复用推挽输出，最大速度50MHZ }else if(USART1_TX == PB6){RCC->APB2ENR |= 1<<0;                       //使能I/O复用时钟gpio_init(PB6,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);    //复用推挽输出，最大速度50MHZAFIO->MAPR |= 1<<2;                          //USART1重映射 }else{ASSERT(0);                                //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}if(USART1_RX == PA10){gpio_init(PA10,  GPI_DOWN,HIGH);          //输入下拉PAout(10)=0;                              //PxODR需配置为0      }else if(USART1_RX == PB7){gpio_init(PB7,GPI_DOWN,HIGH);             //输入下拉PBout(7)=0;  AFIO->MAPR |= 1<<2;                        //USART1重映射   }else{ASSERT(0);                                 //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}#if EN_USART1_RX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<8;                              //位8： PEIE   校验中断使能  校验错误，硬件PE位置1USARTx[usartn]->CR1|=1<<5;                              //位5:  RXNEIE 使能接收中断  
#endif#if EN_USART1_TX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<6;                              //位6：TCIE 发送完成中断使能位 当SR中的TC硬件置1，将产生中断
#endif   break;	//*****************************************************USART2********************************************************case USART_2:RCC->APB1ENR  |= 1<<17;                       //使能USART2时钟RCC->APB1RSTR |= 1<<17;                       //复位USART2RCC->APB1RSTR &=~(1<<17);                      //停止复位  if(USART2_TX == PA2){gpio_init(PA2,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);   //复用推挽输出，最大速度50MHZ }else if(USART2_TX == PD5){RCC->APB2ENR |= 1<<0;                       //使能I/O复用时钟gpio_init(PD5,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);    //复用推挽输出，最大速度50MHZAFIO->MAPR |= 1<<3;                          //USART2重映射 }else{ASSERT(0);                                //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}if(USART2_RX == PA3){gpio_init(PA3,  GPI_DOWN,HIGH);          //输入下拉PAout(3)=0;    }else if(USART2_RX == PD6){gpio_init(PD6,GPI_DOWN,HIGH);            //输入下拉PDout(6)=0;  AFIO->MAPR |= 1<<3;                       //USART2重映射   }else{ASSERT(0);                                 //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}#if EN_USART2_RX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<8;                              //位8： PEIE   校验中断使能  校验错误，硬件PE位置1USARTx[usartn]->CR1|=1<<5;                              //位5:  RXNEIE 使能接收中断  
#endif#if EN_USART2_TX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<6;                              //位6：TCIE 发送完成中断使能位 当SR中的TC硬件置1，将产生中断
#endif   break;	//*****************************************************USART3********************************************************case USART_3:RCC->APB1ENR  |= 1<<18;                       //使能USART3时钟RCC->APB1RSTR |= 1<<18;                       //复位USART3RCC->APB1RSTR &=~(1<<18);                     //停止复位  if(USART3_TX == PB10){gpio_init(PB10,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);   //复用推挽输出，最大速度50MHZ }else if(USART3_TX == PC10){RCC->APB2ENR |= 1<<0;                        //使能I/O复用时钟gpio_init(PC10,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);    //复用推挽输出，最大速度50MHZAFIO->MAPR &=~(0x03<<4);                     //位5~4清零AFIO->MAPR |= 0x01<<4;                       //USART3部分重映射 }else if(USART3_TX == PD8){RCC->APB2ENR |= 1<<0;                        //使能I/O复用时钟gpio_init(PD8,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);     //复用推挽输出，最大速度50MHZAFIO->MAPR &=~(0x03<<4);                     //位5~4清零AFIO->MAPR |= 0x03<<4;                       //USART3完全重映射 }else{ASSERT(0);                                //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}if(USART3_RX == PB11){gpio_init(PB11,  GPI_DOWN,HIGH);          //输入下拉PBout(11)=0;    }else if(USART3_RX == PC11){gpio_init(PC11,GPI_DOWN,HIGH);            //输入下拉PCout(11)=0;  AFIO->MAPR &=~(0x03<<4);                  //位5~4清零AFIO->MAPR |= 0x01<<4;                    //USART3部分重映射   }else if(USART3_RX == PD9){gpio_init(PD9,GPI_DOWN,HIGH);            //输入下拉PDout(9)=0;  AFIO->MAPR &=~(0x03<<4);                  //位5~4清零AFIO->MAPR |= 0x03<<4;                    //USART3完全重映射   }else{ASSERT(0);                                 //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}#if EN_USART3_RX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<8;                              //位8： PEIE   校验中断使能  校验错误，硬件PE位置1USARTx[usartn]->CR1|=1<<5;                              //位5:  RXNEIE 使能接收中断  
#endif#if EN_USART3_TX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<6;                              //位6：TCIE 发送完成中断使能位 当SR中的TC硬件置1，将产生中断
#endif   break;	
//***********************************************************UART4***********************************************case UART_4:RCC->APB1ENR  |= 1<<19;                       //使能UART4时钟RCC->APB1RSTR |= 1<<19;                       //复位UART4RCC->APB1RSTR &=~(1<<19);                     //停止复位   if(UART4_TX == PC10){gpio_init(PC10,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);   //复用推挽输出，最大速度50MHZ }else{ASSERT(0);                                //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}if(UART4_RX == PC11){gpio_init(PC11,  GPI_DOWN,HIGH);          //输入下拉PCout(11)=0;    }else{ASSERT(0);                                 //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}#if EN_UART4_RX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<8;                              //位8： PEIE   校验中断使能  校验错误，硬件PE位置1USARTx[usartn]->CR1|=1<<5;                              //位5:  RXNEIE 使能接收中断  
#endif#if EN_UART4_TX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<6;                              //位6：TCIE 发送完成中断使能位 当SR中的TC硬件置1，将产生中断
#endif   break;
//***********************************************************USART1***********************************************case UART_5: RCC->APB1ENR  |= 1<<20;                       //使能UART5时钟RCC->APB1RSTR |= 1<<20;                       //复位UART5RCC->APB1RSTR &=~(1<<20);                     //停止复位  if(UART5_TX == PC12){gpio_init(PC12,GPO_MULPUSH_PULL_50,HIGH);   //复用推挽输出，最大速度50MHZ }else{ASSERT(0);                                //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}if(UART5_RX == PD2){gpio_init(PD2,  GPI_DOWN,HIGH);          //输入下拉PDout(2)=0;    }else{ASSERT(0);                                 //上诉条件都不满足，直接断言失败了，设置管脚有误？}#if EN_UART5_RX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<8;                              //位8： PEIE   校验中断使能  校验错误，硬件PE位置1USARTx[usartn]->CR1|=1<<5;                              //位5:  RXNEIE 使能接收中断  
#endif#if EN_UART5_TX                                       USARTx[usartn]->CR1|=1<<6;                              //位6：TCIE 发送完成中断使能位 当SR中的TC硬件置1，将产生中断
#endif   break;				}//***************************************************************************************************************USARTx[usartn]->BRR=mantissa;                           //波特率设置USARTx[usartn]->CR1|=1<<2;                              //位2：RE 接收使能USARTx[usartn]->CR1|=1<<3;                              //位3：TE 发送使能 USARTx[usartn]->CR1&=~(1<<12);                          //位12：M 定义字长0：8位   1:9位//USARTx[usartn]->CR3|=1<<7;                              //位7:  DMAT使能发送	//USARTx[usartn]->CR3|=0<<6;  							//位6： DMAR禁止接收USARTx[usartn]->CR1|=1<<13;                             //位13：UE 串口使能
}
2.4.2 串口接收中断

当开启串口接收中断时，如果接收到数据，串口状态寄存器RXNE位被设置为1；接着就可以从数据寄存器读取到接收到的数据；

#define USART_RX_LEN          1024          //定义接收到的字符串最大长度	最大不超过2^14-1=16383u16  USART1_RX_STA  =  0  ;         //自定义接收状态寄存器   
u16  USART2_RX_STA  =  0  ;         //自定义接收状态寄存器 
u16  USART3_RX_STA  =  0  ;         //自定义接收状态寄存器
u16  UART4_RX_STA   =  0  ;         //自定义接收状态寄存器  
u16  UART5_RX_STA   =  0  ;         //自定义接收状态寄存器 volatile   USART_TypeDef *USARTx[5] = {USART1,USART2,USART3,UART4,UART5}; //定义五个指针数组保存 USARTx 的地址/*************************************************************************************************************************			 Description:    USART1中断函数*			 USARTx->SR(32) :	 接收状态寄存器	      7:TXE                      6:TC                    5：RXNE发送缓冲区为空         发送完成标志位		   接收到数据标志位(读取DR则自动清0)USARTx->DR(32) :    接收/发送数据缓冲区   只使用低8位当接收到回车(回车由两个字节组成回车符0x0D和换行符0x0A)，表示一次接收数据完成***********************************************************************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void)
{u8 temp;if(USART1->SR&(0x1<<5))                   //接收到数据{temp = USART1->DR;if((USART1_RX_STA&0x8000)==0)	     //接收数据未完成{ if(USART1_RX_STA&0x4000)          //已经接收到了0xOD{if(temp!=0x0A)                  //接收到的数据有误     USART1_RX_STA=0;			 //状态寄存器清零elseUSART1_RX_STA |=0x8000;     //接收完成了		   }        else								 //没有接收到0xOD{if(temp == 0x0D)	             //接收到回车符第一个字符 0xOD{USART1_RX_STA|=0x4000;}else 			              //没有接收到0xOD  {USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA&0x3FFF]=temp;       //保存数据USART1_RX_STA++;if(USART1_RX_STA>(USART_RX_LEN-1))USART1_RX_STA=0;                        //接收数据超过USART_RX_LEN,则丢失数据，重新接收			   }} }}/*******************************************************************************************///可在这里自定义其他任务	/********************************************************************************************/
}

在上面代码中， 当接收到回车(回车由两个字节组成回车符0x0D和换行符0x0A)，表示一次接收数据完成，接收到的数据存放在字符数组USART1_RX_BUF。

/*****************************************************************************************************************		 USARTx_RX_BUF[USART_RX_LEN]:保存接收的数据*       USARTx_RX_STA              :自定义16位接收状态寄存器                                     bit15            bit14              bit13~0接收完成标志	 接收到0xOD标志		接收到有效数据的个数*		 当接收到回车(回车由两个字节组成回车符0x0D和换行符0x0A)，表示一次接收数据完成***************************************************************************************************************/
u8 USART1_RX_BUF[USART_RX_LEN];		//接收缓冲区
u8 USART2_RX_BUF[USART_RX_LEN];		//接收缓冲区
u8 USART3_RX_BUF[USART_RX_LEN];		//接收缓冲区
u8 UART4_RX_BUF[USART_RX_LEN];		//接收缓冲区
u8 UART5_RX_BUF[USART_RX_LEN];		//接收缓冲区
2.4.3 串口发送
/*****************************************************************************************************************   函数名称：uart_putchar*   功能说明：串口发送一个字节*   参数说明：USARTn       模块号(USART_1~USART_5)*   函数返回：无*
***************************************************************************************************************/
void usart_putchar (USARTn usartn, char ch)
{//等待发送缓冲区空while(!(USARTx[usartn]->SR&(1<<7)));	       //等待TXE=1	 发送缓冲区为空 数据已转到移位寄存器//发送数据USARTx[usartn]->DR=ch;
//	while(!(USARTx[usartn]->SR&(1<<5)));		   //等待TC=1，发送完成
}/****************************************************************************************************************
*
*  函数名称：uart_sendStr
*  功能说明：串行发送字符串
*  参数说明：USARTn      模块号(USART_1~USART_5)
*            str         字符串
*  函数返回：无
*
*************************************************************************/
void usart_sendStr (USARTn usartn, const u8 *str)
{while(*str){usart_putchar(usartn, *str++);}
}/****************************************************************************************************************
*
*  函数名称：uart_sendNum      
*  功能说明：串行发送字符串
*  参数说明：USARTn      模块号(USART_1~USART_5)
*            num         无符号整数
*  函数返回：无
*
*************************************************************************/
void usart_sendNum(USARTn usartn , u32 num)
{u8 ch[32];u8 i = 0;IntToStr(num, ch);while(ch[i]){usart_putchar(usartn, ch[i++]);}
}
2.4.4 重定向printf函数

重定向这个C库的printf函数，修改printf函数底层调用fputc：

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB	  
/***************************START********************************************************************/
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE 
{ int handle; /* Whatever you require here. If the only file you are using is */ /* standard output using printf() for debugging, no file handling */ /* is required. */ 
}; 
/* FILE is typedef’ d in stdio.h. */ 
FILE __stdout;       
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
_sys_exit(int x) 
{ x = x; 
} 
//重定义fputc函数 					  默认使用的是USART1口
int fputc(int ch, FILE *f)
{      USART1->DR = (u8) ch;      while((USART1->SR&0x40)==0);      //循环发送,直到发送完毕   TC=1return ch;
}
#endif 
/***************************END*******************************************************************************/
2.4.5 输出接收数据

如需使能串口1接收数据，我们只需要在main函数添加如下代码：

STM32_NVIC_Init(2,USART1_IRQn,0,1);		      //必须配置，其中包括中断使能
usart_init(USART_1,115200);				      //串口1初始化，波特率9600 映射到PA9 PA10while(1)
{	    // 数据接收完成while(USART1_RX_STA&0x8000){// 遍历数据for(i=0;i<(USART1_RX_STA&0x3FFF);i++){		  usart_putchar(USART_1,USART1_RX_BUF[i]);}usart_putchar(USART_1,'\n');// 清空接收标志位 USART1_RX_STA=0;}delay_ms(1500);
}
2.5.6 烧录测试

编译完成后通过ISP烧录到开发版，DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader。

由于ISP烧录使用的也是串口1，因此可以使用usb线连接到开发板ISP接口，然后打开串口助手。即可通过ISP接口与串口1进行数据交互；

这里有几点需要注意：

  • 如果我们发送的是HEX，一行数据的结尾我们需要追加0x0D(\r)，0x0A(\n)；
  • 中断程序不能执行耗时长的程序，否则可能导致后面的数据到达的时候无法接受，会造成只接收到一个/两个字节的现象；因此需要避免在USART1_IRQHandler中使用printf函数。

三、源码下载

源码下载路径：stm32f103。

参考文章

[1] STM32F103时钟系统讲解

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基础回顾 https://blog.csdn.net/liqian_ken/article/details/143867404 https://blog.csdn.net/liqian_ken/article/details/114851319 效果图 代码示例 在前文基础上&#xff0c;增加一个工具方法&#xff1a; public static IfcProductDefinitionShape CreateDiskSolidSha…
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Flutter踩坑记录（三）-- 更改入口执行文件

Flutter踩坑记录（三）-- 更改入口执行文件

我们在flutter 中可能不习惯默认的lib/main.dart 作为入口文件&#xff0c;会修改成index.dart 或者修改main.dart的位置, 用Andorid studio开发 如果我们用Andorid studio开发&#xff0c;默认修改一下配置地址 运行项目即可。 用VSCode开发 如果我们使用VSCode开发&…
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AbsPlus框架介绍2

AbsPlus框架介绍2

ABSPlus框架以其集成的多功能性在市场上脱颖而出。它不仅提供美观且符合主流风格的页面设计&#xff0c;还支持灵活的流程配置&#xff0c;包括算法处理流程和页面审批流程。在众多业务系统中&#xff0c;流程管理往往是核心且复杂的挑战&#xff0c;涉及数据库设计、页面开发以…
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算法.图论-习题全集(Updating)

算法.图论-习题全集(Updating)

文章目录 本节设置的意义并查集篇并查集简介以及常见技巧并查集板子(洛谷)情侣牵手问题相似的字符串组岛屿数量(并查集做法)省份数量移除最多的同行或同列石头最大的人工岛找出知晓秘密的所有专家 建图及其拓扑排序篇链式前向星建图板子课程表 本节设置的意义 主要就是为了复习…
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使用docker快速部署Nginx、Redis、MySQL、Tomcat以及制作镜像

使用docker快速部署Nginx、Redis、MySQL、Tomcat以及制作镜像

文章目录 应用快速部署NginxRedisMySQLTomcat 制作镜像镜像原理基于已有容器创建使用 Dockerfile 创建镜像指令说明构建应用创建 Dockerfile 文件创建镜像 应用快速部署 Nginx docker run -d -p 80:80 nginx使用浏览器访问虚拟机地址 Redis docker pull redis docker run --…
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图像处理 之 凸包和最小外围轮廓生成

图像处理 之 凸包和最小外围轮廓生成

“ 最小包围轮廓之美” 一起来欣赏图形之美~ 1.原始图片 男人牵着机器狗 2.轮廓提取 轮廓提取 3.最小包围轮廓 最小包围轮廓 4.凸包 凸包 5.凸包和最小包围轮廓的合照 凸包和最小包围轮廓的合照 上述图片中凸包、最小外围轮廓效果为作者实现算法生成。 图形几何之美系列&#…
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Nuxt.js 应用中的 webpack：configResolved事件钩子

Nuxt.js 应用中的 webpack：configResolved事件钩子

title: Nuxt.js 应用中的 webpack：configResolved事件钩子 date: 2024/11/21 updated: 2024/11/21 author: cmdragon excerpt: 在 Nuxt.js 项目中，webpack:configResolved 钩子允许开发者在 Webpack 配置被解析后读取和修改该配置。这一钩子在所有 Webpack 配置被合并和确…
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java-贪心算法

java-贪心算法

1. 霍夫曼编码&#xff08;Huffman Coding&#xff09; 描述&#xff1a; 霍夫曼编码是一种使用变长编码表对数据进行编码的算法&#xff0c;由David A. Huffman在1952年发明。它是一种贪心算法&#xff0c;用于数据压缩。霍夫曼编码通过构建一个二叉树&#xff08;霍夫曼树&a…
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推荐一款专业电脑护眼工具：CareUEyes Pro

推荐一款专业电脑护眼工具：CareUEyes Pro

CareUEyes Pro是一款非常好用的专业电脑护眼工具&#xff0c;软件小巧&#xff0c;界面简单&#xff0c;它可以自动过滤电脑屏幕的蓝光&#xff0c;让屏幕显示更加的不伤眼&#xff0c;更加舒适&#xff0c;有效保护你的眼睛&#xff0c;可以自定义调节屏幕的色调&#xff0c;从…
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记录一下在原有的接口中增加文件上传☞@RequestPart

记录一下在原有的接口中增加文件上传☞@RequestPart

首先&#xff0c;咱声明一下&#xff1a; RequestBody和 MultipartFile 不可以 同时使用&#xff01;&#xff01;&#xff01; 因为这两者预期的请求内容类型不同。RequestBody 预期请求的 Content-Type 是 application/json 或 application/xml&#xff0c;而 MultipartFile …
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国标GB28181视频平台EasyCVR视频融合平台H.265/H.264转码业务流程

国标GB28181视频平台EasyCVR视频融合平台H.265/H.264转码业务流程

在当今数字化、网络化的视频监控领域&#xff0c;大中型项目对于视频监控管理平台的需求日益增长&#xff0c;特别是在跨区域、多设备、高并发的复杂环境中。EasyCVR视频监控汇聚管理平台正是为了满足这些需求而设计的&#xff0c;它不仅提供了全面的管理功能&#xff0c;还支持…
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JavaSrcipt 函数高级

JavaSrcipt 函数高级

一 原型与原型链 prototype 每个函数都有一个prototype属性, 它默认指向一个Object空对象(即称为: 原型对象或者显示原型) 原型对象prototype中有一个属性constructor, 它指向函数对象 function a(){}console.log(typeof a,typeof Date)console.log(a.prototype, Date.prot…
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蓝桥杯每日真题 - 第17天

蓝桥杯每日真题 - 第17天

题目&#xff1a;&#xff08;最大数字&#xff09; 题目描述&#xff08;13届 C&C B组D题&#xff09; 题目分析&#xff1a; 操作规则&#xff1a; 1号操作&#xff1a;将数字加1&#xff08;如果该数字为9&#xff0c;变为0&#xff09;。 2号操作&#xff1a;将数字…
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sysbench压测DM的高可用切换测试

sysbench压测DM的高可用切换测试

一、配置集群 1. 配置svc.conf [rootlocalhost dm]# cat /etc/dm_svc.conf TIME_ZONE(480) LANGUAGE(CN)DM(192.168.112.139:5236,192.168.112.140:5236) [DM] LOGIN_MODE(1) SWITCH_TIME(300) SWITCH_INTERVAL(200)二、编译sysbench 2.1 配置环境变量 [dmdba~]# vi ~/.bas…
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