串口通信原理和控制程序

　　以USART1为例的串口初始化

　　本程序调用了STM32自带的固件库，工程中具体的文件见下图：

　　一.GPIO及USART1初始化结构体变量定义

　　GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;12

　　二.串口时钟及GPIO端口时钟使能

　　USART1是挂在APB2总线上的外设。

　　TX，RX分别是PA9，PA10端口的复用。

　　要使用到端口复用，就要使能端口的时钟，并使能相应外设的时钟。这里可使用|同时使能这两个时钟。

　　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

　　确定需要配置的引脚

　　确定端口速度

　　确定端口工作模式

　　初始化该引脚

　　//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;//复用推挽输出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;//浮空输入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);12345678910

　　四.串口参数初始化

　　以下为默认的参数：

　　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;//收发模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//USART1使能12345678

　　至此，串口相关的配置已全部完成，接下来可以写串口程序了。

　　五.串口程序

　　这里以STM32与PC通信为例。

　　例1.PC向STM32发送一个字符，STM32再将该字符发回去。

　　while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=SET);//等待PC的消息order=USART_ReceiveData(USART1);//读取收到的消息USART_SendData(USART1,order);//发送消息while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待数据发送完1234

　　关于两次等待的说明：

　　RXNE和TC都是寄存器USART_SR中的位。当寄存器收到消息后，RXNE会置1，此时读取消息可令其清零。当数据发送完成后，TC会置1，此时读取状态可令其清零。

　　例2.STM32向PC发一个字符串

　　字符串内容如下：

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

　　发送程序如下：

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

　　关于USART1->SR作用的解释：

　　STM32在复位时TC位被置1，因此while语句中的内容直接成立，while语句直接跳出，第一个字符还没发送完，寄存器就发送了第二个字符，导致第一个字符被掩盖。解决方法是在发送前先将TC为清零，方法是读USART->SR。由此可知，在发字符串时，一定要先读一次USART->SR，而例1中发一个字符时就不必要了，因为不会有第二个字符来覆盖第一个字符。

　　调试中遇到的问题

　　无论PC发什么，STM32都没有回应。调试过程：我把初始化的程序与网上众多程序员写的初始化程序做了比较，没有发现不一样的地方。接着我就怀疑USART_SendData(USART1,order)这句代码中的order的数据类型有问题。这个函数的定义如下：

　　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的数据类型是uint16_t，我就试着把order的数据类型分别改成了char,uint8_t,uint16_t,但问题仍无法解决(实际上，这个数据类型是没有任何影响的)。

　　值得一提的是，之前我们设置USART1的参数时，一次发送的数据长度设置的是8位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;，那么为什么这里写的却是16位的无符号整型呢?看这句话USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);，可知理论上发送的内容应该是Data的低9位。然而，由于之前设置了数据长度为8位，故实际发送的内容只有低8位。那么为什么Data会&0x01ff呢?其实这多余的一位是用于奇偶校验的，当需要配置奇偶校验时，需要将数据长度设置为9位即USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;，记住，STM32的数据位是包括奇偶校验位的，而PC上调试助手上的数据位仍需设置为8位，这样互发数据才不会出问题。

　　回到之前的问题上来——更改完发现仍解决不了问题后，我在程序中加了一个LED闪烁程序，即接收数据之前LED亮，发送完数据后LED灭，结果发现LED始终是亮的。后改成LED先灭后亮，发现LED始终是灭的。故猜想程序卡死在了这两句程序之间，接着怀疑到函数delay_ms()上，接着发现这个由淘宝卖家提供的delay_ms()函数需要先初始化才能使用。(这个延时函数不是简单的for循环延时，比较复杂和精准，初始化函数为delay_init();)由于没有初始化，导致程序死在这条语句上。

　　2. STM32发回来的内容与PC发送的内容不一致。调试过程：用示波器观测数据，发现收发的数据都是正确的，但电平宽度不一致，由此得知两者的波特率不一致，进一步计算得知是STM32的串口波特率不对。后发现程序默认的外部高速时钟是8MHz，而我的板子上的晶振是11.0592MHz，故波特率计算错误。解决方法是更改头文件stm32f10x.h中的HSE_VAULE，见下图

　　需要说明的是，博主更改这里后仍不能接受到正确消息，当时我设置的波特率是1200，后来改成9600就正常了。博主没有去深入了解寄存器，只能猜想STM32应该不支持过低的波特率吧。

　　3.当STM32向c51发送字符串时，c51接收不到正确的数据。我用示波器看了下PC向c51发送的波形，又看了下STM32向c51发送的波形，发送数据所用时间差不多，所以波特率应该是对的，波形由于太长，每个脉冲太窄，不好观察，看起来也差不多。最后我让STM32把之前发的数据发给PC，发现了问题——那就是之前提到的首字符丢失问题。