STM32串口收发单字节数据原理及程序实现

news2024/10/6 12:31:19

线路连接：

        显示屏的SCA接在B11，SCL接在B10，串口的RX连接A9，TX连接A10。

程序编写：

        在上一个博客中实现了串口的发送代码，这里实现串口的接收代码，在上一个代码的基础上增加程序功能。

Seiral.c初始化函数:

  • 初始化A9引脚，设置为复用推挽输出，也就是让内部硬件控制引脚
  • 初始化A10引脚，设置为浮空输入或上拉输入，这里使用上拉输入，具有较好的抗干扰能力
  • 不使用硬件流控制，也就是不使用RTS，CTS等
  • 串口模式为TX|RX（Transform）|（Receive）表示发送和接收
  • 无校验位，可选择奇校验，偶校验等
  • 1位停止位，可选择0.5 1 1.5 2这几个
  • 8字长，不需要校验选8位，需要选9位
  • 开启RXNE（RX No Empty）到NVIC的输出，也就是开启中断
  • 配置中断

初始化程序：

void Serial_Init() {
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//浮空输入或者上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制(不使用，CTS，CTS&RTS)
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式 可以使用（或）|符号实现Tx和Rx同时设置
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位,无需校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位，选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	//串口接收部分可以采用查询或者中断的方式，如果采用中断就需要在这里配置NVIC
	
	//开启中断
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启RXNE到NVIC的输出
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART
}

两种实现方式：

不使用中断，直接在主函数实现：

	while(1){
		if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
			RxData = USART_ReceiveData(USART1);//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
			OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);//后面不需要清除标志位
		}
	}
}

        这个代码就是不使用中断直接进行数据接收操作，如程序所示，在主函数while循环中，不断地查询RXNE标志位是否置1，如果置1，则说明数据从读数据移位寄存器（RDR）中被转移到了DR寄存器中，表示收到数据，这时候，读取DR寄存器，也就是if成立后下面的代码，当读取DR寄存器时，RXNE会自动置0，也不需要手动清除标志位。这样就实现了读取一个字节的数据。

使用中断：

        在初始化中，已经将NVIC初始化，这里编写中断函数

void USART1_IRQHandler() {
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
		//如果读取DR就自动清除标志位，如果没有就需要手动清除
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		Serial_RxFlag = 1;
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

        这里两个变量Serial_RxData; Serial_RxFlag为事先定义好的全局变量，表示收到的数据和标志位。

        这里如果没有读取RxData数据就需要手动清除标志位，也就是USART_ClearITPendingBit();这行代码，为了保险起见，建议加上这行代码

        这里再对这两个变量进行封装，也可以使用extern声明出去，让别的文件也可以操作这两个变量，这里使用函数封装，如下面代码所示，这里RxFlag也实现了自动清除功能。

uint8_t Serial_GetRxFlag() {
	if(Serial_RxFlag == 1){
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;
}
uint8_t SerialGetRxData() {
	return Serial_RxData;
}

主函数实现：

int main() {
	OLED_Init();
	Serial_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");

	while(1){
		if(Serial_GetRxFlag() == 1) {
			RxData = SerialGetRxData();//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
			Serial_SendByte(RxData);
			OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);//后面不需要清除标志位
		}
	}
}

函数代码：

Serial.c
 

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init() {
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//浮空输入或者上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制(不使用，CTS，CTS&RTS)
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式 可以使用（或）|符号实现Tx和Rx同时设置
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位,无需校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位，选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	//串口接收部分可以采用查询或者中断的方式，如果采用中断就需要在这里配置NVIC
	
	//开启中断
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启RXNE到NVIC的输出
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte) {
	USART_SendData(USART1, Byte);//发送数据
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET) {//等待发送寄存器空，
		//TXE就是发送寄存器空的标志位，不需要手动清零，下一次发送数据时候会自动清零
	}
}
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length){
	uint16_t i;
	for(int i = 0; i < Length; i++) {
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}

}
void Serial_SendString(char *Str) {//字符串自带结束标志位
	uint8_t i;
	for(int i = 0; Str[i] != '\0'; i++) {
		Serial_SendByte(Str[i]);
	}

}
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t y) {
	uint32_t Result = 1;
	while(y--) {
		Result *= X;
	}
	return Result;
}
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length) {
	uint8_t i;
	for(int i = 0; i < Length; i++){
		Serial_SendByte((Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1)) % 10 + '0');
	}

}
int fputc(int ch, FILE* f){
	Serial_SendByte(ch);//重定向到串口，使得Printf打印到串口
	return ch;

}
//使用sprintf让其他的串口也能使用，sprintf可以把格式化字符输出到一个字符串里
void Serial_Printf(char* format,...){//三个点用来接收后面可变参数列表
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);//从format位置开始接收参数表，放在arg里面
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}
uint8_t Serial_GetRxFlag() {
	if(Serial_RxFlag == 1){
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;
}
uint8_t SerialGetRxData() {
	return Serial_RxData;
}
void USART1_IRQHandler() {
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
		//如果读取DR就自动清除标志位，如果没有就需要手动清除
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		Serial_RxFlag = 1;
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

Serial.h 

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H
#include <stdio.h>

void Serial_Init();
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
void Serial_Printf(char* format,...);
uint8_t Serial_GetRxFlag();
uint8_t SerialGetRxData();


#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "DELAY.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
uint8_t RxData;
int main() {
	OLED_Init();
	Serial_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");

	while(1){
		//查询：在主函数里一直查看RXNE标志位，如果置1则说明收到数据，再调用读取DR寄存器代码就获得了数据
		/*
		if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
			RxData = USART_ReceiveData(USART1);//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
			OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);//后面不需要清除标志位
		}
		*/
		if(Serial_GetRxFlag() == 1) {
			RxData = SerialGetRxData();//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
			Serial_SendByte(RxData);
			OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);//后面不需要清除标志位
		}
	}
}

程序现象：

程序打包下载：

源码：源代码下载

串口助手：串口助手下载

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