文章目录

前言

使用b站江科大课程进行学习

一、定义概念 + 缩写

1. USART

Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter
通用--------同步------------异步-----------------收发器

2. 波特率（Baud Rate）

单位时间内传送的码元符号的个数： 百度 - 波特率

3. USART的最基本结构

在这里插入图片描述
数据流：接收端 -> 寄存器

二、性质

1. 串口的时序

数电内容

2. stm32f103c8t6的USART资源

在这里插入图片描述
USART 1 在 APB2 总线上
USART 2、USART 3 在 APB1 总线上

3. 引脚的复用

在这里插入图片描述

三、使用步骤（函数代码）

1. 观察H文件内的函数，寻找自己要用的函数

像用一个软件一样，刚开始用的时候大部分功能（函数）我们都用不上，就需要到H文件（用于声明函数名和参数，如果参数是结构体(像Python里用字典传递参数)意味着参数很多）去寻找自己需要的功能

// stm32f10x_usart.h
// init
void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
void USART_StructInit(USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);

// 同步时钟输出
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);
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);

// DMA
void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);

// 设置地址，唤醒，LIN
void USART_SetAddress(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Address);
void USART_WakeUpConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_WakeUp);
void USART_ReceiverWakeUpCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_LINBreakDetectLengthConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_LINBreakDetectLength);
void USART_LINCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

// 重要：sendData 发送数据，receiveData 接收数据
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

// 智能卡，IRDA等函数
void USART_SendBreak(USART_TypeDef* USARTx);
void USART_SetGuardTime(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_GuardTime);
void USART_SetPrescaler(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Prescaler);
void USART_SmartCardCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_SmartCardNACKCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_HalfDuplexCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_OverSampling8Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_OneBitMethodCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_IrDAConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IrDAMode);
void USART_IrDACmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

// 标志位相关函数
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

2. 串口初始化

  • 开启时钟
void Serial_Init(void)
{
}

在函数内配置以下内容：

  • 开启时钟
	/*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
  • 通过配置GPIO结构体来初始化GPIO
	// GPIO初始化，配置结构体
	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;
	
	// 将PA9引脚初始化为复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  • 通过配置USART1结构体来初始化USART1
	// USART初始化，配置结构体
	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;	// 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
  • 使能USART1
	/*USART使能*/
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);								//使能USART1，串口开始运行

3. 发送一个字节

void Serial_SendByte(uint8_t 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
	USART_SendData(USART1, Byte);
			
	// 等待标志位变为 RESET 标志发送完成
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
	
	/*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*/
}

4. 对SendByte函数进行封装（成发送数组）

  • 封装为发送数组，实现方法是调用 Length 次 Serial_SendByte()
/**
  * 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
	}
}
  • 封装为发送字符串，原理与发送数组相似，结束标志 String[i] == ‘\0’
/**
  * 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
	}
}
  • 传送 int 数字，将 int 数字的每位依次SendByte
/**
  * 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
	}
}
  • 给sendbyte用，函数结果是得到数的乘方，作用是提取sendbyte输入的某一位
/**
  * 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1
	while (Y --)			//执行Y次
	{
		Result *= X;		//将X累乘到结果
	}
	return Result;
}

5. printf函数

打开Keil的MicroLIB

  • 首先创建一个重定向的函数，将printf的底层重定向到 SendByte
    在原始情况下，电脑上的 printf 底层就是通过fputc（file output char）一个字一个字打印在 cmd 上的，这里重定向了printf的底层函数
/**
  * 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;
}
  • 另一种 printf 方法
	/*方法2：使用sprintf打印到字符数组，再用串口发送字符数组，此方法打印到字符数组，之后想怎么处理都可以，可在多处使用*/
	char String[100];					// 定义字符数组
	sprintf(String, "\r\nNum3=%d", 333);// 使用sprintf，把格式化字符串打印到字符数组
	Serial_SendString(String);			// 串口发送字符数组（字符串）

之前没有学过sprintf，sprintf函数的格式：

int sprintf( char *buffer, const char *format [, argument,…] );
// 原文链接：https://blog.csdn.net/yishizuofei/article/details/78195255

除了前两个参数固定外，可选参数可以是任意个。buffer是字符数组名；format是格式化字符串（像："%3d%6.2f%#x%o",%与#合用时，自动在十六进制数前面加上0x）。只要在printf中可以使用的格式化字符串，在sprintf都可以使用。其中的格式化字符串是此函数的精华。

  • 第三种printf方法，对可变参数sprintf进行封装
void Serial_Printf(char *format, ...) // ... 代表可变参数
{
	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arg
	va_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，不能用sprintf
	va_end(arg);					// 结束变量arg，释放参数表
	Serial_SendString(String);		// 串口发送字符数组（字符串）
}

6. 汉字编码

汉字编码需要同时改变 Keil 编译器和串口助手 / TX 信号的接受方的编码，比如都是utf-8
需要给编译器输入--no-multibyte-chars
在这里插入图片描述

总结

以上就是江科大32串口的发送内容，不包括接收

# stm32 # 嵌入式硬件 # 单片机
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