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        STM32學習之串口的使用

        作者:忙碌的小姚   來源:忙碌的小姚   點擊數:  更新時間:2014年06月10日   【字體:

         

        串口的使用

        1、為什么要用串口?

             自上一篇寫的時間是1月20號,今6月7號了,半年沒更新了。

        這半年發生了什么?過完年就去找公司實習,在那里自我感覺進步很大。其實在公司大多都是自學,師傅基本不會給你說什么。但這并不能說明你的師傅對你不好,帶我的那個師傅只比我高一屆,但他的水平比我高的好多屆。他也是自學,也沒人告訴他該怎么做,因為老板也不太懂。所以自學能力很重要,當然有人帶你的話,這樣會更好。

              不說這些了,串口在調試的時候作用非常大。也學我們在學51的時候,只是將程序下載到開發板,看看是否能運行起來,通過數碼管將結果顯示出來,從而就知道程序設計的正確性。以前我也是這樣做的,沒什么不好。

        在公司實習的時候,他們調試都是使用串口打印輸出信息,觀察程序從上電、初始化、運行數據什么的全部都顯示到PC機上。然后再一句一句分析它的打印信息,從而找到出錯的源頭。這使我對串口的認識有更深了一步,所以我決定在學習STM32的時候,開發流程跟在公司學的方法一樣——使用串口,觀察打印信息。

        2、STM32跟PC機(也就是電腦)如何連接

               我的STM32F103C8T6只是裸板,沒有串口芯片,當然用的也是學生機——筆記本電腦,同樣也沒串口。

        解決辦法1、買一塊 MAX3232轉接板+一條USB轉串口線 +郵費=30塊左右

                      2、只需要買一塊PL2303的USB轉接板。這樣就將第一種的轉接板和連接結合到一起了。

        不過我用的是第一種,MAX3232+USB的串口線  ,為什么不用方便的2種?

        max3232對于沒有串口的開發板可以充當電平轉換芯片,如何開發板有了電平轉換芯片,我便使用USB轉串口線經行連接,這樣便靈活了。第二種只是用在既沒轉換芯片也沒USB轉串口的情況,不過對于最小系統板來說,它既可以下載程序,又可以當做串口來調試。至于臺式機就不需要USB轉串口線了,普通串口線即可。

                        連接示意如下所示:

        3、代碼分析

               再寫這里之前,應該已經學過模塊化編程了,STM32的每個XXX.c 和xxx.h 這都是模塊化編程。良好的程序,與其好的代碼風格有關。你的代碼風格跟你接觸教你寫代碼的有很大關系。以前剛剛學習單片機編程,我還不信,現在我承認,跟教我單片機的老師風格有些像。

         

               這里我做的是一個串口發送數據到PC機的例子:

               要讓STM32能夠順利發出數據,要進行如下配置

        PA9,PA10管腳要配置,   USART也需要配置波特率,數據有幾位,停止位,數據流等。

        USART和uart有什么區別   USART在做串口時,兩者并不區別,但是USART有SPI的功能。還有串口通信為什么要配置波特率,停止位,硬件數據留這些,以前我也沒想過,現在只覺得協議這個東西,是一個好的標準。

                建立一個usart_debug.c的文本,內容如下

        #include"usart_debug.h"

        void GPIO_Configuration(void)

        {

        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能UASRT的時鐘

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIOA的時鐘,開始的時候,我沒用這句話,調了兩天,跟源碼一句一句比才知道

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_9;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz; //波特率較高,IO翻轉需較高頻率

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出;我看網上有人說設置成GPIO_Mode_Out_PP普通推挽輸出也行,但實踐出真知,我試了發送是亂碼。;

        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

         

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_10;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //配置成浮空輸入,既然是輸入所以就不用配置IO口的頻率了

        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

        }

         

        void USART1_config(void)

        {

        USART_InitTypeDef     USART_InitStructure;

        USART_InitStructure.USART_BaudRate= 115200;     //配置波特率

        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //配置數據位

        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;      //停止位

        USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No ;         //奇偶校驗位

         

        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流

         

        USART_InitStructure.USART_Mode =USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;

        USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

         

        USART_Cmd(USART1, ENABLE);

        }

        //這段很重要,如果要使用printf函數打印信息,需要加fputc函數,就需要對printf函數重定向到串口,以前工作中他們老是提重定向,什么串口重定向,USB重定向什么的,我也是云里霧里,如今給我的感覺就是將上層函數實現對底層硬件的操作

        int  fputc(int ch,  FILE*f){

        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) !=SET); //網上的一些函數里面是沒有這一句代碼,如果不加的話,打印時第一個字符就會沒有,原因據說是硬件復位后,USART_FLAG_TC被置一了,而要發送數據必須讓其為底才可以,一表示數據發送發出的標志,也可以用這樣一句USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);清楚標準位?墒俏覜]這樣做一樣發成功了,這個疑惑以后再想明白。

        USART_SendData(USART1, (uint16_t)ch);

         

        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) !=SET);

        return ch;

         

        }

        void usart_debug_config(void)  //提供給main函數調用的串口配置函數

        {

        GPIO_Configuration(); //IO口配置

        USART1_config();   //串口配置

        }

         

         

        還就是usart_debug.h

        #ifndef __usart_debug_H

        #define    __usart_debug_H

         

        #include "stm32f10x.h"

        #include

         

        void usart_debug_config(void);

        int fputc(int ch, FILE *f);

         

         

        #endif // __USART1_H

         

         

         

         

         

               main函數:

        這里使用兩種方式一種是 使用普通的方式發送,另一種使用printf函數

        其實還有一種USART_printf函數來實現,這里不做介紹。有空看看區別一下printf和usart_printf,據說是支持格式多少的問題

         

        #include"stm32f10x.h"

        #include"usart_debug.h" //包含main函數里的調用函數

        int main(void)

        {

         

        unsigned char TxBuf1[100] ={"發送字符串!!\r\n"};

        int  i;

        SystemInit();

        usart_debug_config();

        for( i = 0; TxBuf1[i] != '\0'; i++)

        {

        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);//這里跟分析fputc時是一樣的

        USART_SendData(USART1 , TxBuf1[i]);//發送字符數組里的單個字符

        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);

        }

         

        printf("hello world!  世界你好! \r\n"); //調用printf函數

        while(1)

        {

        ;

        }

         

        }

         

         

        仿真及調試

        程序編好之后,在target option里要選擇 USE microLIB (keil自帶的微庫),這是使用非標準C庫,在編譯鏈接是,將我們編寫的fputc函數作為編譯的首選,否則就會編譯stdio.h里的fputc函數。

        寫到這里我發現我這個代碼感覺不是很好,使用微庫而不用標準C庫,應該會有影響,我瞬間就明白了他們為什么要自己編寫支持輸出格式很少的的USART_printf函數了,后面目測我也會使用這個函數。

        一個好的程序代碼就是結構健全,BUG很少。把簡單做到極致



        在KEIL里繼續軟件仿真

        仿真和下載時要注意的是,仿真要選USE Simulation  而下載要選右邊的JTAG。。。。

        然后點擊debug 進入調試界面

         

        view--->serial windos -->UART 1

        全速運行 其結果如下:

        串口發送數據就到此為止。

        串口接收數據

        這兒寫的跟上面的已經沒有關系了,不要搞混。

        關于從PC機發送數據到STM32,這一部分則需要中斷來實現,因為我們不需要時時刻刻都來檢測外部是否發出數據給STM32,因此只要有數據來,就觸發中斷。這里就需要配置NVIC了

        void NVIC_Config(void)

        {

        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

         

        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      //優先組為2

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;  //打開USART中斷通道

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; //搶占優先級

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;          //子優先級

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;     //中斷通道使能

        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

         

        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);    //串口接收中斷使能

         

        USART_Cmd(USART1, ENABLE);

        }

         

         

        其他配置比如串口復用到IO配置,串口時鐘配置,和發送數據是一樣的。

         

         

        串口中斷處理函數:

         

         

        void USART1_IRQHandler(void)

         int RX_status;  //自己定義一個標志位

        RX_status = USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);//讀取接收數據標志位,如果裝好了一幀數據則硬件將其置一。

        if(RX_status == SET) {

        USART_SendData(USART1 , USART_ReceiveData(USART1));//將收到的數據再由STM32發送給PC機。

        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);//等待發送完成。

         

        }

        }

               串口的發送接收大致如此,還是要搞懂什么數據位,硬件流,停止位,校驗位什么,一個東西既然出現了就要好好分析出現的意義。想到了今天給電腦拆機清灰,電腦最好兩年清一次。反正每次上螺絲都會多出那么一兩個來,是不是可以不用要?

               肯定不是,生產商肯定也知道節約成本什么,他們的結構工程師也知道PCB上開一個螺絲孔也是要收錢的。所以每一顆螺絲都有它的意義,所以什么校驗位,停止位也有他的意義,即便我們不使用。其實剩的螺絲我也扔了,完全不知道上在哪兒!

                差不多就到這里了,有問題或者需要STM32的學習資料,關注我的新浪微博@忙碌的小姚,私信我即可,

          學習知識一定要主動,這是多么痛的領悟。。!

                                                                                                                                                記于2014年6月8日

         

        串口發送數據     百度云盤:http://pan.baidu.com/s/1i3kj31N

        串口發送接收數據  百度云盤:http://pan.baidu.com/s/1o6r0OIY

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