STM32F1串口

news2024/9/23 12:20:12

文章目录

  • 1 数据通信的基础概念
    • 1.1
    • 1.2
    • 1.3
    • 1.4
    • 1.5
  • 2 串口(RS-232）
    • 2.1
    • 2.2
    • 2.3
    • 2.4
    • 2.5
  • 3 STM32的USART
    • 3.1
    • 3.2
    • 3.3
    • 3.5
    • 3.9 USART寄存器介绍
  • 4 HAL库外设初始化MSP回调机制
  • 5 HAL库中断回调机制
  • 6 USART/UART异步通信配置步骤 （包括HAL库相关函数）
    • 6.1
    • 6.2
    • 6.3
  • 7 IO引脚复用功能
    • 7.1
    • 7.2
      • 7.2.1
      • 7.2.2
      • 7.2.3
  • 8
  • 9
  • 10

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  • usart 是STM32实现串口通信的外设

1 数据通信的基础概念

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1.1

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  • 线少 所以抗干扰能力强 抗干扰能力强 所以通信距离长

1.2

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  • 半双工 用一个信道

1.3

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  • 区分：看有时钟不
  • 感觉就是同步通信 用时钟告诉你从哪开始 到哪结束？

1.4

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0V 00
3V 01
6V 10
9V 11

  • 00 01这种就是码元 编码后的
  • 对应上面 M是4 也可以看成4进制 0~3
  • 记住4 能区分这两就行

1.5

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  • 有输入输出对应各自通道（信道）就是全双工 公用一个通道就是半双工

2 串口(RS-232）

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  • RS232 串口的一种

2.1

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  • 用的最多就是 RS-232 也称为标准串口 RS-485也多
  • 传统接口是DB25（基本不用） DB9是简化版接口
  • 数据线 握手信号（一般用于同步通信）
  • 异步只用这三个 主要用异步通信

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  • DB9 实物图接口（板子上咋没看见 ） 实物上会有引脚号

2.2

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  • STM32 用这种 之前我咋记得这两都有 （难道这说的是IO？）

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  • 太大了 而且反的

2.3

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  • 线不会交叉连接 ， 电路图里可以看到
  • DB9基本不用了

2.4

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  • 应该和手机的接口不同 毕竟这要先电脑上安装驱动（驱动不同？）
  • 串口这指的是 usb吗？？

2.5

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  • 这是协议 前面是硬件
  • LSB 是最低有效位 位0

3 STM32的USART

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3.1

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  • usart是STM32进行串口通信的外设
  • s是同步 a是异步

3.2

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  • 看参考手册？

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  • 选型手册看外设数量
  • 原理图 或者数据手册 可以看引脚

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  • usart是 3 （这是选型手册里的）

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  • 看LQFP144这一列
  • 2代表串口2？

3.3

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  • SW_RX 不必理会 是智能卡接收引脚 没有连到IO口 芯片内部引脚
  • 下面那两 是硬件流控制的 同步才用这两
  • SCLK 同步时钟 同步才用
  • 最上面总线可以通过CPU和DMA访问
  • 灰色框里面寄存器用户无法访问 芯片内部工作自行处理 对用户不可见
  • 要用DR 自动往TDR里面传
  • 然后再等待发送移位寄存器空了
  • 无论读写 都操作DR寄存器
  • 唤醒单元给接收器用 （）
  • 那个是波特率设置寄存器
  • TE 和 RE E应该都是ENABLE 发送使能位 1有效
  • 下面那是BRR寄存器低16位 波特率设置的值 由/16前面那个决定

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  • 后面会细讲 设置波特率

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  • 串口1 的话TXD（对于内部来说） 就是PA9

3.5

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  • 串口1 72M
  • 看挂载到哪 可以看这个图

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  • 波特率是设置好的
  • 算出来 那两会放那寄存器里

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  • 写进去 波特率就配置好了?

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  • +0.5是为了四舍五入 会直接省区小数位
  • *16 可以看成左移四位

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  • HAL库 直接把波特率 赋值给结构体里对应的成员就行

3.9 USART寄存器介绍

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  • 这里所说的配置是以例程源码 这种工作模式为例

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  • 用9位的比较少 虽然前面有好多选择 但ST公司就给了两

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  • 上面设置好波特率 也通过CR123 控制工作模式（包括协议 停止位字长 还有什么使能什么的）

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  • 可以看写数据 读数据 是否完成
  • CR1寄存器里那个中断位

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  • 接收移位寄存器 满8位就往上走 DR里有的时候 SR寄存器位5 置1

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  • 这两都空 代表发送完成
  • TDR空 下面有 是位7

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  • 都异步了还叫时序

4 HAL库外设初始化MSP回调机制

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  • 也可能会变点 比如这定时器输出pwm波
  • 会自动调用MSP回调函数（内部是空的 相当于接口）
  • 和PPP_Init 不一样 这个不带HAL的一般是自己写的

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  • 作用：比如说用USART1 要用GPIO 也可能用中断的管家NVIC 以及开启他们的时钟
  • 不用这个机制就把这些函数 写到用户初始化函数里

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  • 比如多个串口 串口123

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  • 比如多个串口 串口123 三个.c 文件 MSP函数只能被定义一次 放哪？ 所这时候不建议

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  • 这用的是异步
  • 参数说成句柄（可能是基地址 指针的原因？）
  • if里面判断基地址的结构体成员
  • uart_Init里是配置uart的 然后 MSP回调函数里配置GPIO

5 HAL库中断回调机制

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  • 回调函数 xxx根据作用命名
  • 这个类型说的就是作用
  • 如果不用 把中断处理程序写到中断服务函数里
  • 感觉这回调和 HAL库外设初始化MSP回调 没啥区别 都是一个不带HAL开头的函数 调用一个HAL的(还都在下面那个文件里) 然后再调用 回调函数 不过中断回调这第一个函数 是名字给好的（在启动文件里）

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  • 用哪个重定义哪个

看实际操作了

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  • 官方的MSP回调 全放这个文件里了 会太大
  • 正点原子是 放到对应文件里 比如 usart.c (CubeMX也是)

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  • 串口驱动文件有四个(HAL库外设初始化那个就在这)
  • HAL库外设初始化 中断HAL公用那个 函数 在这 没在 uart.c里

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  • HAL库的外设初始化函数 调用 MSP

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  • 反初始化 函数 会失能 把结构体里的成员 复位 清0 调用反MSP
  • 少

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  • 在stm32f1xx_it.c这个文件里面 官方 存放 中断服务函数 和 回调函数

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  • 不可屏蔽中断 和 硬件错误中断
  • 用就写 不用 就不管（官方例程）
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  • 官方例程里 外设中断(CubeMX也在这) 也没写
  • F1 有60个外部中断
  • 原子 那it.c 文件一样 但把对应中断函数 放到对应文件里了
  • 总： msp.c 删了 it.c 保留了(CubeMX都保留 msp.c没用 it.c用了)

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  • 又讲了 官方例程 里 HAL库公用中断函数 里 callback函数 出来 要寄存器某些位符合
  • ==这还看出来 不是直接掉中断回调的 ==

6 USART/UART异步通信配置步骤 （包括HAL库相关函数）

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  • 介绍这三

6.1

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  • 以PPP_HandleTypeDef（后面这种结尾） 称为句柄

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  • 先看返回值
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  • 是个枚举类型
  • 第一个初始化成功 | 错误 | 再忙初始化错误 | 超时

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  • 对于初始化 看上面两个 上面是寄存器 下面是 工作参数

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  • 第一个结构体 里面是串口的寄存器

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  • 赋值去外设寄存器基地址里找 （和上图结构体在一块 stm32f103x6.h）

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  • 第二个结构体 初始化工作参数
  • 模式 就是 收 发
  • 后面两成员用不到 过采样 在F1里面就16倍 没选择
  • 奇偶校验位也用不到

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  • 看哪个成员 给什么值 看后面给的参考值 搜素

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6.2

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  • 带中断的接收函数
  • 返回值 是刚才那个枚举类型 4成员
  • 形参1 是句柄
  • 以字节为单位 可以2个字节也可以3个字节 第二个参数的 uint8_t 无符号字符型 所以一个字节

6.3

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  • 没有 _it 代表没有开启中断（这中断好迷）(接收中断 发送主动 合理的）
  • 阻塞就是 干不完别出来 前面中断型的接收 是非阻塞型的 （发送完跟我说 期间 我可以干别的？？）

7 IO引脚复用功能

  • 串口要把IO引脚复用为 TX发送引脚 RX接收引脚

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7.1

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  • 通用 GPIO 里 ODR BSRR 控制 IDR采集
  • 复用 如：串口， 定时器某个通道 ADC DAC

7.2

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7.2.1

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  • 这个没重定义功能 （这个也算复用功能）

7.2.2

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  • 两都和他连 就会冲突 两都不正常工作

7.2.3

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  • 重定义功能就是重映射功能
  • 比如PB13冲突了 就可以用PA7 （看样子默认复用功能 各种只出现一次 且全了）

8

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  • 这里面无论哪种口 都是连接到STM32 TXD 和RXD引脚

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  • PA9是发送引脚 PA10是接收引脚

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  • stm32 PA9（对应串口1发送引脚） 和 PA10（对应串口1接收引脚）引脚
  • 右边那个大 端子就是前面连接的type c接口 那两ch的 是USB信号
  • CH340C 把USB电平 转换为 CMOS 电平
  • 等于说是 这里TXD 才是更外面的

把跑马灯实验复制了 usart.c 删减了点

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  • 定义句柄 （这是UART 所以后面 是 HAL_UART_Init 和 HAL_UART_MspInit 他两参数的问题）

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  • 这赋值第一个成员的时候 基地址居然还有声明（好像只有USART1 没有UART1）
  • 这用基地址用的是usart的 但上面函数（写好的）用的都是uart的

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  • 这个形参是波特率
  • 基地址那个就是USART1
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  • 这个HAL库外设初始化 里面不用写 就 给个参数
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  • 这个要重写

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（1）
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  • 找时钟 去rcc.h 里找 再搜索USART1 (不懂 usart1时钟开启在MSP回调里 CubeMX生成的也是)

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  • 串口1的都是PA9 PA10 所以GPIOA

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  • 但程序里面有这个 （应该不对 又没说时钟）(不知道这个使能是干嘛了 总不能意思是MSP里 usart1时钟使能了吧 那不自己写的吗)

（2）

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  • 把led.c里相关IO初始化的拷过来
  • 模式要复用 PA9 是TX

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  • 原理图里没有外部上拉 所以推挽复用

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  • 空闲时 是高电平 所以用上拉

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（3）

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  • 随意🐍 就好

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  • 这个 名 有说法 g_ 代表 全局 rx 接收 buffer 缓冲区

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  • 先去 启动文件里 找名 返回值 形参 好像自己说了算

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  • HAL库中断共用处理函数 会 清除中断

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  • 这个函数 上面 调用了 使能UART数据寄存器 非空中断（可理解为接收中断）（应该是打开接收中断）

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  • 之前讲中断也是先清除标志位再起作用
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  • 这里 是上面那个函数里的失能

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  • 所以在 下面要再使能一次

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  • 还要加个标志 标志 接收到了

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然后又去 usart.h里声明了一下 变量 和函数 再在main.c 里包含头文件

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  • 再在main.c 里 调用usart初始化 写一下发送 （超时随便设）

下面是看发送是否完成
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  • 第一个参数是句柄 第二个参数 选择

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  • 还是不懂为啥加 延时
  • 这让标志位 = 0 是为了 下个循环 不一定发送
  • 总的说 这里 中断就是为了接收用的 发送只用了一个函数 MSP是为了开开usart1相关的东西

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  • 这个波特率要一样 （这下面几个估计都得一样）

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  • 再把发送新行 取消

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  • 发送中文不行 占两个字符
  • 证明前面那个强转 多余了

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  • 再加点提示
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  • 复位后显示这个

9

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  • 回车 \r 换行\n

接收

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  • 这uint16 2^14B 也就是 16KB
  • 但这个buf 只能存 200B ？

发送

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分析usart.h 头文件

  • 里面就是宏定义 IO口 中断 常量

分析usart.c 文件

  • 上面是printf 函数
  • 大多一样（和自己写的） 主要看 接收回调函数 和中断服务函数

接收回调函数

  • 制定接收协议

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  • &0x3FFF 应该是保险点 🤯

中断服务函数

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  • 视频里是这么写的 和例程里有点区别 例程里好像没卡死

分析 main.c

  • 波特率115200

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  • 没啥好说的 比较简单

weakness of printf

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  • 二进制下 波特率等于比特率 所以这个115200 就对应了 1s能有这么多 个比特位 /10 是因为 1+8+1 起始位和终止位
  • 1ms 单片机能干好多事了 比如延时1ms 就要循环好多次
  • 测试可以用 产品尽量别用

10

  • 发送没用中断 接收用了
  • P4端子 去连接PA9 PA10 TXD 和 RXD
  • 小小串口 拿捏😋😋😋
  • 😅😭

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