【stm32】USART编码部分--详细步骤

news2024/12/28 20:05:12

USART编码部分(文章最后附上源码)

如果看不懂步骤可以根据源码参考此篇文章就能轻而易举学会USART通信啦！

编码步骤

第一步 开启时钟

把需要用到的USART和GPIO的时钟打开

第二部 GPIO初始化

把TX配置成复用输出，RX配置成输入(上拉输入、浮空输入)。

第三步 配置USART初始化

一个结构体配置所有参数

第四步 发送或接收

只需发送功能
  • 就直接开启USART，初始化就结束了
关于发送数据的类型

  1. 首先写发送一个字节数据的函数 SendByte函数

    1. 调用函数USART_SendData

    2. 等待发送寄存器空标志位

  2. 发送数组SendArray的函数

    1. 函数名形参一个字符指针，长度
    2. 函数体内调用SendByte，一位一位的发送数组数据

  3. 发送字符串 SendString 的函数

    1. 形参为一个字符指针

    2. 函数体内使用for循环或while一位一位的发送字符串的每个字节，直到遇到\0停止

  4. 发送数字SendNumber的函数

    1. 形参一个数字，类型给32位，然后还有一个长度

    2. 在函数里面需要把Number的十位个位百位等，以十进制拆分开，然后转换成字符数字对应的数据，一次发送出去

    3. 比如12345， 取万位就是12345/10000%10得到万位

    4. 需要先写一个次方函数， 形参是一个X，一个y，返回值是X的Y次方，都是32位

    5. 在这里插入图片描述

    6. 回到SendNumber，也是每次发送数据的每一位这个逻辑

    7. 在这里插入图片描述

需要接收功能

  • 首先配置PA10为上拉输入或者浮空输入

  • 接着在串口初始化里配置接收模式

  • 可以使用查询和中断两种方法

  • 如果使用查询，那初始化就结束了

    • 查询的流程是：

    • 在主函数里不断判断RXNE标志位，如果置1了(if成立)，就说明收到数据了

    • 再调用ReceiveData，读取DR寄存器，就ok了

    • 最后还有清除标志位的问题，根据参考手册的寄存器描述进行相应的判断，是否需要清除标志位

    • 在这里插入图片描述

  • 如果使用中断，还需要在USART_cmd之前开去中断，配置NVIC，那就在开启USART之前，再加上ITConfig和NVIC的代码就行了

    • 接着写中断函数，在启动文件查找函数名

    • 中断函数里判断接收寄存器非空标志位

接收数据步骤(中断函数建立之后)

  1. 定义一个接收数据的变量和一个接受变量的标志位

    1. 在这里插入图片描述

  2. 建立一个接收数据标志位自动请0的函数，函数里清零标志位，返回1

  3. 建立一个返回数据的函数 GetRxData 的函数，把接收到了数据返回

    1. 上面两部也可以通过把两个变量声明为外部可调用的全局变量

  4. 中断函数里引用接收数据函数，赋给接收数据的变量，置标志位为1，证明接收到了数据

  5. 主函数里判断标志位，如果标志位为1，证明接收到了数据

  6. 可以在判断函数里使用OLED显示串口接收到的数据，然后把这个数据使用串口发送函数再发送到电脑串口助手进行显示

初始化之后

  • 初始化之后，如果要发送数据，调用一个发送函数就行了

  • 如果要接收数据，就调用接收的函数

  • 如果要获取发送和接收的状态，就调用获取标志位的函数

USART 函数介绍

  • USART_ClockInit 和 USART_ClockStrustInit 用来配置同步时钟输出的，包括时钟是不是要输出，时钟的极性相位等参数

  • USART_DMACmd 可以开启USART到DMA的触发通道

  • USART_SendData 发送数据

  • USART_ReceiveData 接收数据

      *发送和接收的时候用*

关于子函数

传递字符串

由于字符串自带一个结束标志为，所以就不需要传递长度参数；
for(i=0; String[i] != ‘\0’; i++)

换行：Serial_SendString(“\r\n”)

传递数字

  • 加一个偏移

  • 首先定义一个取数字模的函数Serial_Pow

  • Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + 0x30);//0x30可以写成’0’

Printf函数一直方法使用

  1. 使用Printf之前，打开工程选项，勾选Use MicroLIB(是Keil为嵌入式平台优化的一个精简库)

  2. 要用的Printf函数就可以用MicroLIB

  3. 对Printf进行重定向，将Printf打印的东西输出到串口，因为printf函数默认输出到屏幕，单片机没有屏幕，所以要进行重定向。

printf使用步骤

  1. 最开始加上，#include<stdio.h>

  2. 在最后重写fputc函数。 int fputc(int ch, FILE *F) 这是fputc函数的原型

  3. 然后在函数里面把fputc重定向到串口 (Serial_SendByte(ch));

  4. return ch;

  5. 这样printf函数就移植好了

  6. 最后在串口头文件中包含#include<stdio.h>，相当于main函数内也包含stdio.h

fputc 与 Printf的关系

  • 因为fputc是pritf函数的底层

  • pritf函数在打印的时候，就是不断调用fputc函数一个个打印的

  • 我们把fputc函数重定向到了串口，那printf自然就输出到了串口

printf函数在主函数中使用方法

printf(“Num=%d\r\n”,666);

如果多个串口都想用Printf的方法

这时就可以用Spritf

  • Spritf可以把格式化字符输出到，一个字符串里

  1. 先定义一个字符串(主函数里) char string[100]

  2. 然后sprintf第一个参数是打印输出的位置， sprintf(string, “Num=%d\r\n”,666);

  3. 目前这个格式化的字符在String里

  4. 接着Serial_SendString

  • sprintf可以设置打印位置，不涉及重定向

  • 所以每个串口都有可以使用Sprintf进行打印

封装Sprintf

  • 由于printf这类函数比较特殊，它支持可变的参数

  1. 在串口模块里添加头文件 #include <stdarg.h>

  2. 然后在最后对printf函数进行封装 void Serial_Printf(char *format, …) format这个参数用来接收格式化字符串 …三个点用来接收后面的可变参数列表

  3. 在函数里面

    1. 首先定义输出的字符串 char string[100]

    2. va_list arg 定义一个参数列表变量

    3. va_start(arg, format) 从format位置开始接收参数表，放在arg里面

    4. 之后 vsprintf(string, format, arg)； 对于这种封装格式要用vsprintf

    5. va_end(arg) 释放参数表

    6. 最后是 Serial_SendString(String) 把String发送出去

    7. 在这里插入图片描述

关于乱码

在这里插入图片描述

Serial.c文件程序//也就是串口的.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	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;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	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;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	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);
}

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
	{
		Serial_SendByte(String[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 (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);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}

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

uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
	return Serial_RxData;
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		Serial_RxFlag = 1;
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

Serial.h文件程序//也就是串口的.h文件

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include <stdio.h>

void Serial_Init(void);
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(void);
uint8_t Serial_GetRxData(void);

#endif

main.c文件程序

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"

uint8_t RxData;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");
	
	Serial_Init();
	
	while (1)
	{
		if (Serial_GetRxFlag() == 1)
		{
			RxData = Serial_GetRxData();
			Serial_SendByte(RxData);
			OLED_ShowHexNum(1, 8, RxData, 2);
		}
	}
}

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