STM32的串口編程實(shí)驗(yàn)理解分析

USART—通用同步異步收發(fā)接收器，是一個(gè)串行通信設(shè)備，可以和外部設(shè)備進(jìn)行靈活的全雙工數(shù)據(jù)交換，有別于USART還有一個(gè)UART（在原來的基礎(chǔ)上裁剪掉了同步通信功能（時(shí)鐘同步）），串行通信一般是以幀格式傳輸數(shù)據(jù)，一幀一幀的傳。

協(xié)議層：串口通信的一個(gè)數(shù)據(jù)包包含從起始信號(hào)開始，直到停止信號(hào)的結(jié)束 起始信號(hào)：一個(gè)邏輯0數(shù)據(jù)位表示。 停止信號(hào)：0.5，1，1.5或2個(gè)邏輯1的數(shù)據(jù)位表示。 0.5個(gè)停止位：智能卡模式下的接收數(shù)據(jù)時(shí)使用。 1個(gè)停止位：停止位的默認(rèn)數(shù)值 1.5個(gè)停止位：智能卡模式下的手法數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)時(shí)使用 2個(gè)停止位：常規(guī)USART模式，單線模式以及調(diào)制解調(diào)器的模式。 有效數(shù)據(jù)的基本長(zhǎng)度被約定為5，6，7，8. 奇偶檢驗(yàn)（設(shè)置USART-CR1 的PS位） 偶檢驗(yàn)：數(shù)據(jù)=00110101，里面數(shù)據(jù)1的個(gè)數(shù)位為偶數(shù)位，檢驗(yàn)位置“0”，當(dāng)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和偶數(shù)相同的時(shí)候，證明沒有出錯(cuò)，反之則錯(cuò)誤 奇檢驗(yàn)：數(shù)據(jù) = 01110101，里面數(shù)據(jù)1的個(gè)數(shù)為奇檢位，檢驗(yàn)位置“1”，當(dāng)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和奇數(shù)相同，則證明沒有出錯(cuò)，反之錯(cuò)誤。 當(dāng)然也會(huì)存在同時(shí)兩個(gè)位一塊出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致無法判斷是否位奇偶檢驗(yàn)的錯(cuò)誤，但發(fā)生的概率很低。

下面是對(duì)代碼的理解： 可以看出USART_RX_STA類似與一個(gè)16位的寄存器，前14位存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)，后面兩個(gè)分別檢測(cè)0X0D和0X0A。 接下里分析：

void uart_init（u32 pclk2，u32 bound）

{

float temp;

u16 mantissa;

u16 fraction;

temp=（float）（pclk2*1000000）/（bound*16）;//得到USARTDIV

mantissa=temp; //得到整數(shù)部分

fraction=（temp-mantissa）*16; //得到小數(shù)部分

mantissa《《=4;

mantissa+=fraction;

RCC-》APB2ENR|=1《《2; //使能PORTA口時(shí)鐘

RCC-》APB2ENR|=1《《14; //使能串口時(shí)鐘

GPIOA-》CRH&=0XFFFFF00F;//IO狀態(tài)設(shè)置

GPIOA-》CRH|=0X000008B0;//IO狀態(tài)設(shè)置

RCC-》APB2RSTR|=1《《14; //復(fù)位串口1

RCC-》APB2RSTR&=~（1《《14）;//停止復(fù)位

//波特率設(shè)置

USART1-》BRR=mantissa; // 波特率設(shè)置

USART1-》CR1|=0X200C; //1位停止，無校驗(yàn)位。

#if EN_USART1_RX //如果使能了接收

//使能接收中斷

USART1-》CR1|=1《《5; //接收緩沖區(qū)非空中斷使能

MY_NVIC_Init（3，3，USART1_IRQn，2）;//組2，最低優(yōu)先級(jí)

#endif

} temp=（float）（pclk2*1000000）/（bound*16）;這是一個(gè)計(jì)算公式，因?yàn)槭鼓艿氖谴?，而串口1是在APB2ENR寄存器里面（其余串口均在寄存器APB1ENR里面），因?yàn)锳PB2的頻率一般位72M，而APB1的頻率一般位36M。 所以這里的pclk2為72M，而bound是你需要設(shè)置的波特率。

USARTX-BRR： 前四位為小數(shù)部分 ，后12位是整數(shù)部分，假設(shè)算出來的mantissa = 39.5，小數(shù)部分相當(dāng)于把1分成了16份，所以相當(dāng)于把0.5*16轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制存入。

mantissa = temp的作用僅僅是：為了接下來將小數(shù)部分求出來

fraction=（temp-mantissa）*16; //得到小數(shù)部分

mantissa《《=4; 這兩行代碼是為將十進(jìn)制的整數(shù)部分和小數(shù)部分，分別轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制。然后存入到波特率寄存器里面。緊接著使能串口1和PORTA時(shí)鐘（串口一對(duì)應(yīng)的IO口是PA9，PA10，需要拿跳帽連接在一起）。 然后將IO口置零，然后分別進(jìn)行設(shè)置成一個(gè)輸入一個(gè)輸出，

USART1-》CR1|=0X200C; 設(shè)置成使能串口8個(gè)字長(zhǎng)1個(gè)停止位（USART_CR2中［13:12］默認(rèn)為“0”）

MY_NVIC_Init（3，3，USART1_IRQn，2）

將其分在組2里面，此時(shí)的搶占優(yōu)先級(jí)：響應(yīng)優(yōu)先級(jí)為 = 2:2，即（00-11）四種情況，而3：3的安排選擇了組2優(yōu)先級(jí)最小的一種情況。這樣可以先執(zhí)行上面的波特率賦值，以及串口使能等等操作，最后再進(jìn)行這行代碼運(yùn)行。 接下來看下一部分：

u16 USART_RX_STA=0; //接收狀態(tài)標(biāo)記

void USART1_IRQHandler（void）

{

u8 res;

#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS.

OSIntEnter（）;

#endif

if（USART1-》SR&（1《《5）） //接收到數(shù)據(jù)

{

res=USART1-》DR;

if（（USART_RX_STA&0x8000）==0）//接收未完成

{

if（USART_RX_STA&0x4000）//接收到了0x0d

{

if（res！=0x0a）USART_RX_STA=0;//接收錯(cuò)誤，重新開始

else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了

}

else //還沒收到0X0D

{

if（res==0x0d）USART_RX_STA|=0x4000;

else

{

USART_RX_BUF［USART_RX_STA&0x3fff］=res;

USART_RX_STA++;

if（USART_RX_STA》（USART_REC_LEN-1））USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，重新開始接收

}

}

}

} 起始階段： USART_RX_STA=0，對(duì)接受狀態(tài)的標(biāo)記。 先通過狀態(tài)寄存器SR的RXNE是否為1，是1則接收到了數(shù)據(jù)，反之則沒有。緊接這定義一個(gè)res變量來接收從數(shù)據(jù)寄存器的一個(gè)字節(jié)，然后此時(shí)USART_RX_STA為0，與0X8000進(jìn)行&運(yùn)算，結(jié)果為0，則未接受到，接著繼續(xù)進(jìn)行判斷，0X4000進(jìn)行與運(yùn)算，看是否為0，也是判斷是否接受道路0X0D，如果沒有接受到，則將這個(gè)res變量存放在數(shù)組里面，此時(shí)的USART_RX_STA為 0 與0X3fff進(jìn)行&運(yùn)算，大家算算會(huì)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗那?4位是數(shù)據(jù)位，所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)變量就會(huì)存放在BUF［0］里面，大概邏輯是這樣的： 所以每個(gè)字節(jié)都會(huì)被存放到具體的數(shù)組位上 。 if（USART_RX_STA》（USART_REC_LEN-1））USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，重新開始接收 當(dāng)數(shù)組越界的時(shí)候，則會(huì)重新開始。 接下來就會(huì)一直循環(huán)，當(dāng)數(shù)據(jù)位存滿后，接下來res里面接受的就是0X0D，先和上面一樣判斷USART_RX_STA是否接受到了0X0A和0X0D。 接著執(zhí)行：

if（res==0x0d）USART_RX_STA|=0x4000; 將USART_RX_STA的第十五位變?yōu)?，，接下來進(jìn)行下一次循環(huán)，這一次res接受到的值為0X0A， 然后進(jìn)行判斷進(jìn)入到

if（USART_RX_STA&0x4000）//接收到了0x0d

{

if（res！=0x0a）USART_RX_STA=0;//接收錯(cuò)誤，重新開始

else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了

} 所以執(zhí)行USART_RX_STA|=0x8000，使得USART_RX_STA的第十六位變?yōu)?。 接下來看主函數(shù)部分：

int main（void）

{

u8 t;

u8 len;

u16 times=0;

Stm32_Clock_Init（9）; //系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置

delay_init（72）; //延時(shí)初始化

uart_init（72，9600）; //串口初始化為9600

LED_Init（）; //初始化與LED連接的硬件接口

while（1）

{

if（USART_RX_STA&0x8000）

{

len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

printf（“

您發(fā)送的消息為：

”）;

for（t=0;t《len;t++）

{

USART1-》DR=USART_RX_BUF［t］;

while（（USART1-》SR&0X40）==0）;//等待發(fā)送結(jié)束

}

printf（“

”）;//插入換行

USART_RX_STA=0;

}else

{

times++;

if（times%5000==0）

{

printf（“

ALIENTEK MiniSTM32開發(fā)板 串口實(shí)驗(yàn)

”）;

printf（“正點(diǎn)原子@ALIENTEK

”）;

}

if（times%200==0）printf（“請(qǐng)輸入數(shù)據(jù)，以回車鍵結(jié)束

”）;

if（times%30==0）LED0=！LED0;//閃爍LED，提示系統(tǒng)正在運(yùn)行。

delay_ms（10）;

} }

} if（USART_RX_STA&0x8000） 判斷是否接收到了0X0A len=USART_RX_STA&0x3fff;舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子此時(shí)USART_RX_STA為1100000000000011和0X3fff進(jìn)行&運(yùn)算，得到的結(jié)果是3，自然就表示了當(dāng)前數(shù)組的大小。 最后階段，重點(diǎn)理解以下兩行代碼：

USART1-》DR=USART_RX_BUF［t］;

while（（USART1-》SR&0X40）==0）;//等待發(fā)送結(jié)束 分析如下：將每個(gè)組內(nèi)的信息存入到數(shù)據(jù)寄存器，此時(shí)數(shù)據(jù)寄存器將數(shù)據(jù)給TDR，發(fā)送信息的時(shí)候，是一位一位發(fā)送的，每一數(shù)據(jù)幀都有起始位，數(shù)據(jù)位，以及停止位，當(dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)寄存器的細(xì)信息發(fā)送完了（完全給了TDR），此時(shí)狀態(tài)寄存器的TXE便變?yōu)?，當(dāng)檢測(cè)到TXE為1后，TC也會(huì)變?yōu)?（系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行）。所以第二行才會(huì)檢測(cè)這個(gè)狀態(tài)寄存器的第6位是否為1來判斷是否發(fā)送成功了這個(gè)字節(jié)。 由此推出，直接判斷TXE也可以判斷發(fā)送是否完成 所以代碼可以改為：

for（t=0;t《len;t++）

{

USART1-》DR=USART_RX_BUF［t］;

while（（USART1-》SR&0X80）==0）;//等待發(fā)送結(jié)束

編輯：黃飛