• 嵌入式开发学习之STM32F407串口(USART)收发数据(三)



    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);
    }
    
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    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8bit
      USART_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1
      
      USART1_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
    }
    
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    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USART1
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能
      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
    }
    
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    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 
      }  
    }
    
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    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
      }
    }
    
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    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
    
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    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USART1
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 0;//主优先级为0
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1
      NVIC_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8bit
      USART_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1
      
      USART1_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
      }
    }
    
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    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IO
      
      USART1_Conf(115200);//串口配置成波特率115200
      
      Usart_SendString(USART1,"Hello Word!\r\n",13);//发送字符串
      
      while(1)
      {
        
      }
    }
    
    
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    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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