1：什么是串口
UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发器
USART : Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter 通用同步/异步收发器
串口简单来说就是一种简单的数据传输协议，其数据的传输只需要两根线即可
2：数据传输
有串口及必定有并口，并口是指把一个数据一次性传输到其他设备，速度快，效率高，但其传输的距离短，成本高故在远距离的传输中并不常用。
串口是指在数据传输过程中把数据一位一位的传输到其他设备，其传输距离远，但其传输的速率较慢，但是用于大多数设备。
3：资源介绍
在f4系列中具有6个串口，可以独立进行收发
4：传输协议介绍
1：硬件连接方式
将两个设备的TX,RD 端口交叉相连即可
Tx: 发送数据线
Rx: 接收数据线
2：工作模式介绍
全双工： 两个设备可以同时发送和接收
半双工： 在同一瞬间只能接受或者发送
弹弓模式： 两个设备之间只能接受或者只能发送
串行数据： 发送只一根线，一次只能发送一bit. 一bit接着一bit发送和接收。
模块通信： 上位机 下位机
通信一般需要两个设备，我们把这两个设备，人为叫做上位机， 下位机。
上位机： 把处理性能强的机子，上位机。数据大部分处理都在上位机完成。
下位机： 把数据采集的终端，处理性能单一的机子，下位机。
3：数据传输模式
1：异步通信：不要求两个设备的时钟一致，易于实现但每个字符要附加2·3个位用于校验位，停止位等等
UART protocol 串口协议。
串口发送和接收数据是以帧为单位. Frame
1帧(Frame)= 1 start bit(起始位) + 5-9bits数据位 + 0/1bit 校验位 + stop bits(0.5, 1,1,5,2)
起始位: 一个周期的低电平
数据位: 5-9bits数据位，具体是多少bits,需要双方协商。并且传送是先传送LSB(最低位) … MSB
校验位:
0 bit :没有校验位
1 bit :校验位. “赖子” X
D0 D1 D2 … Dn X
奇校验:要保证传输的1为奇数
偶校验：要保存传输的1为偶数
停止位: 高电平
0.5 个停止位。 半个周期的高电平
1 个停止位
1.5 个停止位
2 个停止位
2：同步通信
要建立发送方的时钟对接收方的时钟严格控制，是数据的传输完全同步，是由多个字符组成的字符串为传输单位来进行数据传送
特点：传输效率高
4：数据传输
1：在串口数据的收发中有一个十分重要的值 波特率，这是保证两个设备之间能狗正常通信的必不可少的数据
Baudrate(波特率)： 传输速率。
决定 时间周期。
2：串口的物理层标准
物理层标准 the physical layer standards
TTL level UART : TTL电平串口
RS-232:
RS-422:
RS-485:
TTL level UART:
逻辑低电平(0) 0V
逻辑高电平(1) 5V/3.3V
RS-232: 适合较长距离传输
逻辑低电平(0) +3v~+15V
逻辑高电平(1) -3v~-15v
TTL UART RS-232 RS-422 RS-485
电平 1 3.3V/5V 1 -5V ~ -15V +/- 2v +/- 1.5v
0 0V 0 5V ~ +15V
信号 单端信号 单端信号 差分信号 差分信号
传输长度 < 2m <15m <1200m <1200m
不同标准的串口，引脚也不一样。TX/Rx是一定存在的。
ＴＴＬ
ＲＸ
ＴＸ
ＧＮＤ
ＶＣＣ
代码讲解
在stm32f4串口配置时我们不光要配置其对应的I/O口位复用模式，还需要将其与串口连接起来，然后配置串口传输的相关参数
typedef struct
{
uint32_t USART_BaudRate; //波特率设定，寄存器BRR
uint16_t USART_WordLength; //字长，CR1寄存器 M位
uint16_t USART_StopBits; //停止位 ，CR2寄存器 STOP位
uint16_t USART_Parity; //校验控制位，CR1寄存器 PCE,PS位
uint16_t USART_Mode; //模式选择，CR1寄存器 TE,RE(收数据使能，Receive Enable)位
uint16_t USART_HardwareFlowControl;//硬件流选择，CR3寄存器 CTSE,RTSE位
} USART_InitTypeDef;
这个是串口配置时相对应的结构体
STM32F4xx串口代码流程
(1) GPIO口配置
串口的TX/RX 引脚是由GPIO口来复用的。
a. 使能GPIO分组的时钟与串口分组的时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd
b. 配置GPIO口的功能 GPIO_Init
c. 选择具体的复用功能
GPIO_PinAFConfig
(2) usart配置
a:配置串口传输时的相关配置如波特率，数据位等
b. USART_Init
3) 中断的配置
USART_ITConfig <- 配置串品的中断
在STM32中一个USART只对应一个中断通道，但是引起串口中断的
事件有很多,比如:
TXE -> 发送寄存器为空，可以引起串口中断
TC -> 发送完成，可以引起串口中断
RXNE -> 接收寄存器不为空，可以引起串口中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE,ENABLE);
USART_ITConfig就是用来把一个串口的ＸＸ事件，配置成是否引起串口中断的
在串口中断函数里面，就需要判断是哪个串口事件，引起了中断!!!
NVIC_Init()
(4) 使能串口
USART_Cmd
//串口中断
USART1_IRQHanlder()
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
//有数据可读啦
data = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据
}
//清除USART1的中断标志
USART_GetITStatus
}
USART_GetITStatus用来获取串口的xx事件标志位
发送数据
USART_SendData(USART1, 0x55);
while (USART_GetFlagStatus(USRAT1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送结束
代码汇总
#include"stm32f4xx.h"
#include"sys.h"
#include<stdio.h>
static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
static NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
static USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
//标准延时函数
void delay_ms(uint32_t n)
{
while(n--)
{
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick，关闭系统定时器
SysTick->LOAD = (168000)-1; // 配置计数值(168000)-1 ~ 0
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock
while ((SysTick->CTRL & 0x10000)==0);// Wait until count flag is set
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
}
void usart1_init(uint32_t baud)
{
//端口A硬件是能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
//串口硬件是能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
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_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
//PF9应交连接到串口
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
//配置串口
USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据为
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶效验为
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//串口方式 允许收发数据
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
//配置中断触发方式
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
//配置终端优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//使能串口工作
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
struct __FILE{int handle;};
FILE __stdout;
FILE __stdin;
int fputc(int ch,FILE *f)
{
USART_SendData(USART1,ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
return ch;
}
//printf函数重定向，可以用printf发送数据
int fgetc(FILE *f)
{
/* 等待串口输入数据 */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}
int main(void)
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);
PFout(9)=1;
usart1_init(115200);
printf("sdfrr\r\n");
while(1)
{
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t temp;
//判断标志位i
if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
{
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
temp=USART_ReceiveData(USART1);
USART_SendData(USART1,'G');
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
}
}