【经验分享】STM32调试大法之串口通讯

[复制链接]

STMCU小助手发布时间：2022-1-29 15:01

文章
文章封面:
文章简介:	STM32调试大法之串口通讯

开发过程经常需要查看某些特定参数。通常的方法可以使用paintf进行打印输出，观察具体的变量值。STM32内部集成有USART的串口功能，可以通过串口直接输出到电脑（上位机）。使用非常方便，基本不需要不需要写代码，只要配置一下就可以使用。

简单设置就可以看到上面的效果

配置方法：

1、重定向printf的输出函数 int fputc(int ch, FILE *f)

2、配置STM32F10x的USART串口

重定向方法 stdio.h 的输出内容

int fputc(int ch, FILE *f)
{
// 等待USART1 数据发送完成（发送区域空）
while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
// 填充发送寄存器，数据 + 校验位最多9位
USART1->DR = (ch & 0x1FF);
return (ch);
}

复制代码

启动STM32的 USART1 串口

1、使能复用功能

2、使能 A引脚（USART1 在 PA9，PA10）

3、使能 USART1

4、设置 PA9（TX）复用推挽输出

5、设置 PA10（RX）输入浮空

6、设置串口参数：波特率、数据位、校验、停止位、流控制

7、使能串口、使能输入、使能输出

void serial_init(void)
{
//
// 设置串口调试
//
// 输出： USART1
// 引脚： PA9(TX), PA10(RX)
// 波特率： 9600
// 数据位： 8 bit (default) (CR1)
// 校验： none (default) (CR1)
// 停止位： 1 bit (default) (CR2)
// 流控制： none (default) (CR3)
//
// 清除设置后上面配置为系统默认状态
int i;
/// 使能复用功能，使能GPIOA，使能USART1
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN | RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_USART1EN;
// 关闭映射，确保USART使用 PA9，PA10
AFIO->MAPR &= ~AFIO_MAPR_USART1_REMAP;
// 清除PA9，PA10状态
GPIOA->CRH &= ~( GPIO_CRH_CNF9 | GPIO_CRH_MODE9 |
GPIO_CRH_CNF10 | GPIO_CRH_MODE10 );
// 设置PA9 发送为复用推挽输出 2MHz
GPIOA->CRH |= GPIO_CR_AFOUT_PP2MHz & ( GPIO_CRH_CNF9 | GPIO_CRH_MODE9 );
// 设置PA10接收为复用上拉下拉模式
GPIOA->CRH |= GPIO_CR_AFIN_PULLDOWN & ( GPIO_CRH_CNF10 | GPIO_CRH_MODE10 );
// 设置波特率为 9600
// 计算方法
// 系统时钟 / (16分频 * 波特率)
// Baud = 72,000,000 / (16 * 9600) = 468.75
// 整数部分 << 4 + 取整(小数部分 * 16)
// 468 << 4 + 0.75 * 16
USART1->BRR = __USART_BRR(SystemCoreClock, 9600);
// 清除寄存器状态
USART1->CR1 = USART_CR1_REST;
USART1->CR2 = USART_CR2_REST; // 停止位 1
USART1->CR3 = USART_CR3_REST; // 没用控制流
// 防止产生不必要的信息
for (i = 0; i < 0x1000; i++) __NOP();
// USART1 使能, 使能输出，使能输入
USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE;
}

复制代码

整个过程中关键的输出定向主要用到了2个寄存器：

一个状态寄存器，检查发送是否为空（USART_ST_TXE）

一个数据寄存器，用于发送数据

int main(void)
{
uint8_t ud = 'a';
Delay_init();
// 初始化串口调试
serial_init();
// 使用寄存器直接输出 a~z
while (ud <= 'z') {
while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
USART1->DR = ud;
ud++;
}
// 使用打印重定向输出字符串
printf("\ntest!\n");
printf("USART1 使能, 使能输出，使能输入\n");
ud = 'a';
while (1) {
Delay(20); // 太快降低速度方便看结果（200ms延迟）
// 使用寄存器直接输出
while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
USART1->DR = ud;
ud++;
// 使用打印输出换行
if (ud > 'z') {
ud = 'a';
printf("\n");
}
};
}

复制代码

具体的配置寄存器可以查看《参考手册》

完整代码

#define GPIO_CR_RESET (uint32_t)0x44444444
#define GPIO_CR_MODE_INPUT (uint32_t)0x00000000
#define GPIO_CR_MODE_2MHz (uint32_t)0x22222222
#define GPIO_CR_MODE_10MHz (uint32_t)0x11111111
#define GPIO_CR_MODE_50MHz (uint32_t)0x33333333
#define GPIO_CR_GP_PUSHPULL (uint32_t)0x00000000
#define GPIO_CR_GP_OPENDRAIN (uint32_t)0x44444444
#define GPIO_CR_OUT_PP2MHz (GPIO_CR_MODE_2MHz | GPIO_CR_GP_PUSHPULL)
#define GPIO_CR_OUT_PP50MHz (GPIO_CR_MODE_50MHz | GPIO_CR_GP_PUSHPULL)
#define GPIO_CR_AFO_PUSHPULL (uint32_t)0x88888888
#define GPIO_CR_AFO_OPENDRAIN (uint32_t)0xcccccccc
#define GPIO_CR_AFOUT_PP2MHz (GPIO_CR_MODE_2MHz | GPIO_CR_AFO_PUSHPULL) // 复用推挽输出，2MHz
#define GPIO_CR_AFIN_FLOAT (uint32_t)0x44444444 // 复用开漏输入
#define GPIO_CR_AFIN_PULLDOWN (uint32_t)0x88888888 // 复用上拉下拉输入
#define USART_CR1_REST (uint32_t)0x00000000
#define USART_CR2_REST (uint32_t)0x00000000
#define USART_CR3_REST (uint32_t)0x00000000

复制代码

/**
********************************************************************
*
* @file serial.c
* @author fpack
* @version v1.0
* @date 2014-9-1
* @brief 小穆妹纸串口调试
*
********************************************************************
**/
#include <stdio.h>
#include "armsis.h"
/*----------------------------------------------------------------------------
Define Baudrate setting (BRR) for USART
*----------------------------------------------------------------------------*/
#define __DIV(__PCLK, __BAUD) ((__PCLK*25)/(4*__BAUD))
#define __DIVMANT(__PCLK, __BAUD) (__DIV(__PCLK, __BAUD)/100)
#define __DIVFRAQ(__PCLK, __BAUD) (((__DIV(__PCLK, __BAUD) - (__DIVMANT(__PCLK, __BAUD) * 100)) * 16 + 50) / 100)
#define __USART_BRR(__PCLK, __BAUD) ((__DIVMANT(__PCLK, __BAUD) << 4)|(__DIVFRAQ(__PCLK, __BAUD) & 0x0F))
//struct __FILE { int handle; /* Add whatever you need here */ };
//FILE __stdout;
//FILE __stdin;
int fputc(int ch, FILE *f)
{
// 等待USART1 数据发送完成（发送区域空）
while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
USART1->DR = (ch & 0x1FF);
return (ch);
}
void serial_init(void)
{
//
// 设置串口调试
//
// 输出： USART1
// 引脚： PA9(TX), PA10(RX)
// 波特率： 9600
// 数据位： 8 bit (default) (CR1)
// 校验： none (default) (CR1)
// 停止位： 1 bit (default) (CR2)
// 流控制： none (default) (CR3)
//
// 清除设置后上面配置为系统默认状态
int i;
/// 使能复用功能，使能GPIOA，使能USART1
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN | RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_USART1EN;
// 关闭映射，确保USART使用 PA9，PA10
AFIO->MAPR &= ~AFIO_MAPR_USART1_REMAP;
// 清除PA9，PA10状态
GPIOA->CRH &= ~( GPIO_CRH_CNF9 | GPIO_CRH_MODE9 |
GPIO_CRH_CNF10 | GPIO_CRH_MODE10 );
// 设置PA9 发送为复用推挽输出 2MHz
GPIOA->CRH |= GPIO_CR_AFOUT_PP2MHz & ( GPIO_CRH_CNF9 | GPIO_CRH_MODE9 );
// 设置PA10接收为复用上拉下拉模式
GPIOA->CRH |= GPIO_CR_AFIN_PULLDOWN & ( GPIO_CRH_CNF10 | GPIO_CRH_MODE10 );
// 设置波特率为 9600
// 计算方法
// 系统时钟 / (16分频 * 波特率)
// Baud = 72,000,000 / (16 * 9600) = 468.75
// 整数部分 << 4 + 取整(小数部分 * 16)
// 468 << 4 + 0.75 * 16
USART1->BRR = __USART_BRR(SystemCoreClock, 9600);
// 清除寄存器状态
USART1->CR1 = USART_CR1_REST;
USART1->CR2 = USART_CR2_REST; // 停止位 1
USART1->CR3 = USART_CR3_REST; // 没用控制流
// 防止产生不必要的信息
for (i = 0; i < 0x1000; i++) __NOP();
// USART1 使能, 使能输出，使能输入
USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE;
}