2018年12月17日 | STM32 串行通信 USART 程序例举

1、串行通信 软件仿真STM32通过串口USART1发送26个英文字母（配置寄存器）

/**************************************************************************************************

 * 硬件平台：STM32F103VC

 * 学习重点：GPIOx的位绑定

 * 实现功能：软件仿真，实现STM32通过USART1发送数据

 * 配置寄存器实现（其中打开系统时钟和GPIO引脚的配置是通过库函数实现的，后面会具体讲解）

 **************************************************************************************************/

 /*=============================================================================

 * 位绑定公式：

 * 1、SRAM区域 ：0X2200 0000 ----0X200F FFFF

 *    Aliasaddr = 0X22000000 + ( A -0X20000000 )*32 + n*4

 * 2、片上外设区域 ：0X4200 0000 ----0X400F FFFF

 *    Aliasaddr = 0X42000000 + ( A -0X40000000 )*32 + n*4

 * 参数解释：

 *          Aliasaddr : 设置“端口GPIOx的第n位”的寄存器_相应位的实际地址

 *          A : 端口GPIOx的基地址(GPIOx_BASE) + 相应寄存器的偏移地址

 *          n : 配置的是相应寄存器的第n位

 * 寄存器的偏移地址 ：CRL  CRH  IDR  ODR  BSRR  BRR  LCKR

 *                    00H  04H  08H  0CH  10H   14H  18H 

 =============================================================================*/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "stm32f10x_lib.h"   //包含了所有的头文件 它是唯一一个用户需要包括在自己应用中的文件，起到应用和库之间界面的作用。

#include "stm32f10x_map.h"

/******************************快速位绑定**********************************************************/

/*----------------1、宏定义要操作的寄存器地址---------------------------------------------*/

 #define GPIOA_ODR (GPIOA_BASE + 0X0C)

 #define GPIOA_IDR (GPIOA_BASE + 0X08)

 #define GPIOB_ODR (GPIOB_BASE + 0X0C)

 #define GPIOB_IDR (GPIOB_BASE + 0X08)

 #define GPIOC_ODR (GPIOC_BASE + 0X0C)

 #define GPIOC_IDR (GPIOC_BASE + 0X08)

 #define GPIOD_ODR (GPIOD_BASE + 0X0C)

 #define GPIOD_IDR (GPIOD_BASE + 0X08)

 #define GPIOE_ODR (GPIOE_BASE + 0X0C)

 #define GPIOE_IDR (GPIOE_BASE + 0X08)

/*----------------2、获取端口GPIOx(A-E)的对应寄存器的某一操作位的位地址-------------------*/

// #define BitBand(Addr , BitNum) *( (volatile unsigned long *)(Addr & 0xf0000000) + 0x2000000 + ((Addr&0xfffff)*32) + (BitNum*4) ) 

// 因为 左移、右移 语句的执行速度比乘除法语句的运动速度快，所以将上述语句改成如下方式

 #define BitBand(Addr , BitNum) *( (volatile unsigned long *)( (Addr & 0xf0000000) + 0x2000000 + ((Addr&0xfffff)<<5) + (BitNum<<2) ) ) 

/*----------------3、宏定义函数，对固定的位绑定 进行功能封装------------------------------*/

 #define PAout(n) BitBand(GPIOA_ODR , n) 

 #define PAin(n)  BitBand(GPIOA_IDR , n)

 #define PBout(n) BitBand(GPIOB_ODR , n) 

 #define PBin(n)  BitBand(GPIOB_IDR , n)

 #define PCout(n) BitBand(GPIOC_ODR , n) 

 #define PCin(n)  BitBand(GPIOC_IDR , n)

 #define PDout(n) BitBand(GPIOD_ODR , n) 

 #define PDin(n)  BitBand(GPIOD_IDR , n)

 #define PEout(n) BitBand(GPIOE_ODR , n) 

 #define PEin(n)  BitBand(GPIOE_IDR , n)

/*----------------函数声明部分---------------*/

void delay1ms(int t) ;

void RCC_Configuration(void) ;

void GPIO_Configuration(void) ;

/* Private functions -----------------------------------------------------------------------------*/ 

/**************************************************************************************************

* Function Name  : main

* Description    : 从GPIOA.8-.16输入一个电平信号，GPIOA.0-.7口分别将对应引脚输入的电平信号输出

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

****************************************************************************************************/

int main(void)

{

float Div; //计算波特率时公式里面的除数

u16 M,F;    //临时存储Div的整数部分的数字和小数部分的数字

u32 Bound,BRR; //Bound:要设置的波特率 ， BRR:是Div的整数部分和小数部分整合后存入寄存器USART1->BRR中的值

u8  data='A';   //存放要发送的数据

RCC_Configuration(); //配置开启系统时钟

GPIO_Configuration();  //配置IO口

/*--------USART1模块的设置：UE位使能、M位来定义字长、停止位的位数、TE位、BRR寄存器选择要求的波特率----------------*/

USART1->CR1 |= (1<<13); //位于寄存器CR1的第13位。UE = 1 ;对USART1进行使能。（=0时，分频器和输出被禁止）

USART1->CR1 &= ~(1<<12);  //位于寄存器CR1的第12位。M = 0 ;无奇偶校验位，起始位+8位数据+停止位（=1时，带一位奇偶校验位）

USART1->CR2 &= ~(3<<12);  //位于寄存器CR2的第13-12位。STOP = 00 ;1位停止位。（=01；0.5位。 =10；2位。 =11；1.5位）

USART1->CR1 |= (1<<3);   //位于寄存器CR1的第3位。USART1的发送使能位。TE = 1 ;发送使能（=0时，禁止发送）

Bound = 9600; //设置波特率

Div = (float)(72*1000*1000)/(Bound*16);   //乘以16是因为该芯片是16位的。（寄存器也是16位的）

M = Div;

F = (Div-M)*16;

BRR = M<<4|F;

USART1->BRR = BRR;

/*--------发送一串字符‘A’--‘Z’到USART1的DR-----------------------------------------------------------------------------*/

for(F=0;F<26;F++)

{

USART1->DR = data;

data++;

while((USART1->SR & (1<<6))==0) ;

}

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : Delay_Ms

* Description    : delay 1 ms.

* Input          : dly (ms)

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void delay1ms(int t)

{

//机器周期T = 1/(72000000/12)s = 1/6000000 s = 1/6 us

int temp = 6000/4 ;

while(t--)

{

while(temp--)

{ ; }

}

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : RCC_Configuration

* Description    : Configures the different system clocks.

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void RCC_Configuration(void)

{

//----------使用外部RC晶振-----------

RCC_DeInit(); //初始化为缺省值

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //使能外部的高速时钟 

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); //等待外部高速时钟使能就绪

//FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Enable Prefetch Buffer

//FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //Flash 2 wait state

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //HCLK = SYSCLK

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //PCLK2 =  HCLK

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //PCLK1 = HCLK/2

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9); //PLLCLK = 8MHZ * 9 =72MHZ

RCC_PLLCmd(ENABLE); //Enable PLLCLK

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //Wait till PLLCLK is ready

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //Select PLL as system clock

while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08); //Wait till PLL is used as system clock source

//---------打开相应外设时钟--------------------

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能APB2外设的GPIOA的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); //使能APB2外设的GPIOC的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);

//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);  

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : GPIO_Configuration

* Description    : 初始化GPIO外设

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/ 

void GPIO_Configuration(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* Configure USARTx_Tx as alternate function push-pull */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  /* Configure USARTx_Rx as input floating */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

程序运行前的仿真界面：

程序运行后的仿真界面：

2、串行通信 软件仿真STM32通过串口USART1发送26个英文字母（调用库函数）

首先：在主函数部分先要（调用自己编写的函数）对USART要用到的I/O端口进行配置、打开系统时钟配置和对USART1进行参数配置

下图是通过调用库函数对USART1的参数进行配置，将其配置成异步收发模式、波特率用户可以自定的串口：

源程序：

/**************************************************************************************************

 * 硬件平台：STM32F103VC

 * 学习重点：调用库函数来实现对USART的操作

 * 实现功能：软件仿真，实现STM32通过USART1发送数据

 * 作    者：赵小龙

 **************************************************************************************************/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "stm32f10x_lib.h"   //包含了所有的头文件 它是唯一一个用户需要包括在自己应用中的文件，起到应用和库之间界面的作用。

#include "stm32f10x_map.h"

/*----------------函数声明部分---------------*/

void delay1ms(int t) ;

void RCC_Configuration(void) ;

void GPIO_Configuration(void) ;

void USART_Configuration(u32 BaudRate) ;

/* Private functions -----------------------------------------------------------------------------*/ 

/**************************************************************************************************

* Function Name  : main

* Description    : 软件仿真，从USART1发送26个大写的英文字母

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

****************************************************************************************************/

int main(void)

{

u8 i,data;

/*--------配置开启系统时钟、配置USART1发送/接收使用的两个I/O口、配置USART1---------------------------------------------*/

RCC_Configuration();

GPIO_Configuration();

USART_Configuration(19600);

/*--------发送一串字符‘A’--‘Z’到USART1的DR-----------------------------------------------------------------------------*/

data='A';

for(i=0;i<26;i++)

{

USART_SendData(USART1, data) ;

data++ ;

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) ;//发送完成标志位为1时便是数据发送完毕，若为0时则应让程序等待（等待数据发送发送完成）

/*注意：这里最好不要按照以下形式书写，否则会出错，具体原因我暂且还不知道

u8 status ; 

status = USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) ;  //将查看状态寄存器的函数的返回值赋值给变量status 

while(status == RESET) ;

*/

}

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : Delay_Ms

* Description    : delay 1 ms.

* Input          : dly (ms)

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void delay1ms(int t)

{

//机器周期T = 1/(72000000/12)s = 1/6000000 s = 1/6 us

int temp = 6000/4 ;

while(t--)

{

while(temp--)

{ ; }

}

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : RCC_Configuration

* Description    : Configures the different system clocks.

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void RCC_Configuration(void)

{

//----------使用外部RC晶振-----------

RCC_DeInit(); //初始化为缺省值

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //使能外部的高速时钟 

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); //等待外部高速时钟使能就绪

//FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Enable Prefetch Buffer

//FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //Flash 2 wait state

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //HCLK = SYSCLK

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //PCLK2 =  HCLK

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //PCLK1 = HCLK/2

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9); //PLLCLK = 8MHZ * 9 =72MHZ

RCC_PLLCmd(ENABLE); //Enable PLLCLK

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //Wait till PLLCLK is ready

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //Select PLL as system clock

while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08); //Wait till PLL is used as system clock source

//---------打开相应外设时钟--------------------

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能APB2外设的GPIOA的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); //使能APB2外设的GPIOC的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);

//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);  

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : GPIO_Configuration

* Description    : 初始化GPIO外设

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/ 

void GPIO_Configuration(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* Configure USARTx_Tx as alternate function push-pull */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  /* Configure USARTx_Rx as input floating */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : USART_Configuration

* Description    : 初始化串口USART1(异步收发模式)

* Input          : BaudRate （要设置的波特率）

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/ 

void USART_Configuration(u32 BaudRate)

{

//1、定义一个用于初始化USART的结构体

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

//2、给结构体元素赋值，设置 波特率、数据帧的位数、停止位的位数、奇偶校验位、硬件流控制位、USART模式（发送、接收）

USART_InitStructure.USART_BaudRate = BaudRate; 

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;  

//3、调用函数USART_Init()；用上面的结构体值作为参数对USART1进行初始化

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

//4、调用函数USART_Cmd();对USART1进行使能

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

程序运行前：

程序运行后：