一、通信接口
二、串口通信
- 串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信
- 单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力
三、硬件电路
- 简单双向串口通信有两根通信线（发送端TX和接收端RX）
- TX与RX要交叉连接
- 当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线
- 当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
四、电平标准
- 电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：
- TTL电平：+3.3V或+5V表示1，0V表示0
- RS232电平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0
- RS485电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）
五、串口参数
- 波特率：串口通信的速率
- 起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
- 数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
- 校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
- 停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
六、USART简介
七、USART框图
八、波特率发生器
九、代码部分
void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);//恢复缺损配置
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);//初始化
void USART_StructInit(USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);//结构体初始化//结构体，用来配置同步时钟输出的，包括时钟是不是要输出，时钟的极性相位等参数
void USART_ClockInit(USART_TypeDef* USARTx, USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);
void USART_ClockStructInit(USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);//使能
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
//中断输出使能void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);
//开启USART到DMA的触发通道
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);//发送数据
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);//接收数据FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);//获取标志位状态
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);//清除标志位
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);//获取中断状态
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);//清除中断挂起位整体代码：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag; /*** 函 数：串口初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void Serial_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //开启USART1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA9引脚初始化为复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /*USART初始化*/USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义结构体变量USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制，不需要USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx; //模式，选择为发送模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //奇偶校验，不需要USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位，选择1位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长，选择8位USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //将结构体变量交给USART_Init，配置USART1/*开启中断的代码*/USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//对 NVIC 的优先级分组进行配置。NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //指定要配置的中断通道为定时器 2 的中断通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能该中断通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//设置该中断的抢占优先级为 2NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//设置该中断的子优先级为 1NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);/*USART使能*/USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1，串口开始运行
}/*** 函 数：串口发送一个字节* 参 数：Byte 要发送的一个字节* 返 回 值：无*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1, Byte); //将字节数据写入数据寄存器，写入后USART自动生成时序波形while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送完成/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位，故此循环后，无需清除标志位*/
}/*** 函 数：串口发送一个数组* 参 数：Array 要发送数组的首地址* 参 数：Length 要发送数组的长度* 返 回 值：无*/
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{uint16_t i;for (i = 0; i < Length; i ++) //遍历数组{Serial_SendByte(Array[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据}
}/*** 函 数：串口发送一个字符串* 参 数：String 要发送字符串的首地址* 返 回 值：无*/
void Serial_SendString(char *String)
{uint8_t i;for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组（字符串），遇到字符串结束标志位后停止{Serial_SendByte(String[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据}
}/*** 函 数：次方函数（内部使用）* 返 回 值：返回值等于X的Y次方*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{uint32_t Result = 1; //设置结果初值为1while (Y --) //执行Y次{Result *= X; //将X累乘到结果}return Result;
}/*** 函 数：串口发送数字* 参 数：Number 要发送的数字，范围：0~4294967295* 参 数：Length 要发送数字的长度，范围：0~10* 返 回 值：无*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{uint8_t i;for (i = 0; i < Length; i ++) //根据数字长度遍历数字的每一位{Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); //依次调用Serial_SendByte发送每位数字}
}/*** 函 数：使用printf需要重定向的底层函数* 参 数：保持原始格式即可，无需变动* 返 回 值：保持原始格式即可，无需变动*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{Serial_SendByte(ch); //将printf的底层重定向到自己的发送字节函数return ch;
}/*** 函 数：自己封装的prinf函数* 参 数：format 格式化字符串* 参 数：... 可变的参数列表* 返 回 值：无*/
void Serial_Printf(char *format, ...)
{char String[100]; //定义字符数组va_list arg; //定义可变参数列表数据类型的变量argva_start(arg, format); //从format开始，接收参数列表到arg变量vsprintf(String, format, arg); //使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中va_end(arg); //结束变量argSerial_SendString(String); //串口发送字符数组（字符串）
}/*** 函 数：获取串口接收标志位* 参 数：无* 返 回 值：串口接收标志位，范围：0~1，接收到数据后，标志位置1，读取后标志位自动清零*/
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{if (Serial_RxFlag == 1) //如果标志位为1{Serial_RxFlag = 0;return 1; //则返回1，并自动清零标志位}return 0; //如果标志位为0，则返回0
}/*** 函 数：获取串口接收的数据* 参 数：无* 返 回 值：接收的数据，范围：0~255*/
uint8_t Serial_GetRxData(void)
{return Serial_RxData; //返回接收的数据变量
}/*** 函 数：USART1中断函数* 参 数：无* 返 回 值：无* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入*/
void USART1_IRQHandler(void)
{if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) //判断是否是USART1的接收事件触发的中断{Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1); //读取数据寄存器，存放在接收的数据变量Serial_RxFlag = 1; //置接收标志位变量为1USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //清除USART1的RXNE标志位//读取数据寄存器会自动清除此标志位//如果已经读取了数据寄存器，也可以不执行此代码}
}
