uart使用的过程为：

• 1. 使能GPIO口和UART对应的总线时钟
• 2. 配置GPIO口的输出模式
• 3. 配置uart口相关的基本信息
• 4. 使能uart口的相关的中断，如接收中断、空闲中断等
• 5. 编写中断接收函数
• 
  9 P' w) Y! n! U3 V6 n% Q

配置对应的GPIO口

对于STM32F4_Discovery开发板而言共有五个，选择UART5作为实验串口，其对应的IO口为PC12、PD2。

• UART5_TX: PC12
• UART5_RX: PD2
  0 Q! Q# |# k* \% `( i3 E

首先需要将对应的GPIO口配置为复用功能，如下所示：

1. GPIO_InitTypeDef gpioInitStructure;
   - e) Z, Z$ t$ n
2.         //
   
3.         // 使能对应的GPIO口时钟
   
4.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
   0 d. m  x. r5 b# w
5.         //
   
6.         // UART5 TX:PC12  RX:PD2
   
7.         //
   - a+ ]4 @* G8 z8 L1 x. J& [, m9 d
8.         GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_UART5);
   # U2 j( N% m  D+ D$ }
9.         GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_UART5);
   + D* J# L1 I$ B* r( W
10.         //
    
11.         // PC12       
    / X0 f4 C% U8 l8 @
12.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    
13.         gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    , N6 ^8 n5 n. T, |  n. O8 G
14.         gpioInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
      |+ w! I! n& X0 s, r  s: J
15.         gpioInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
      [4 q, `6 t8 b, Q- i, w) D2 u& f
16.         gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;       
    
17.         GPIO_Init(GPIOC, &gpioInitStructure);       
    % z, R: e6 e5 w* I9 y# V- G
18.         // PD2
    + R' J4 v; f( W1 n5 D5 E) U) C
19.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    
20.         GPIO_Init(GPIOD, &gpioInitStructure);

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: r( m" X: D6 m2 Y' O

对于GPIO口的配置，实际上是对GPIO各个寄存器的配置。GPIO_PinAFConfig()函数作用是配置GPIOx_AFR寄存器，每个口的复用功能选择由四个位来配置（具体参考STM32F4XX参考手册），因此16个GPIO空需要两个32位寄存器，在STM32F4处理器中，分别是GPIOx_AFRL、GPIOx_AFRH。而在库函数中，将寄存器的地址对应到相应的结构体上，与这两个寄存器放在一个AFR[2]数组中，如下所示。

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
   2 r$ ]0 c* P  U3 o8 B
4.   __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
   / |4 V3 v5 j) `9 T& p# O
5.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
     E5 Y6 Q3 \: a# x& G. j) c
6.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
   8 o- u% I* l: |& p4 r
7.   __IO uint32_t IDR;      /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
   
8.   __IO uint32_t ODR;      /*!< GPIO port output data register,        Address offset: 0x14      */
   
9.   __IO uint16_t BSRRL;    /*!< GPIO port bit set/reset low register,  Address offset: 0x18      */
   , m! }3 d' T9 `
10.   __IO uint16_t BSRRH;    /*!< GPIO port bit set/reset high register, Address offset: 0x1A      */
    6 g6 }- v+ Q9 I8 w8 [
11.   __IO uint32_t LCKR;     /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
    
12.   __IO uint32_t AFR[2];   /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
    
13. } GPIO_TypeDef;

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  U8 A8 Q$ M: p5 O2 z* M& B% x

GPIO_Init()函数作用是配置GPIO口的输出输入功能，将GPIO_TypeDef结构体中的寄存器依次配置为相应的模式。

GPIO口配置完成之后，需要配置UART口。

/ ~+ f1 U& c) k: Y% b! ^" HUART口配置

配置UART口的同时，需要配置对应的接收中断，对应代码如下：

1. NVIC_InitTypeDef nvicInitStructure;
   
2.         USART_InitTypeDef uartInitStructure;
   
3.         //使能uart5时钟
   
4.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5 , ENABLE);
   8 r" B  ]: S, F# `" {+ F0 |
5.         //
   
6.         // 配置UART5
   
7.         uartInitStructure.USART_BaudRate = 9600;
   & g6 o/ x3 g4 g) j( c! W# T% O
8.         uartInitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
   
9.         uartInitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
   
10.         uartInitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    
11.         uartInitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    ( w; {: k( ]" m( E/ {. }+ D6 _& p
12.         uartInitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    6 [  u, Q3 m3 X3 `
13.         USART_Init(UART5, &uartInitStructure);
    , m: f" @2 s! u* f6 m1 C+ Y
14.         //
    9 p1 o0 e3 `% h+ u* m
15.         // 配置外设接受中断
    
16.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannel = UART5_IRQn;       
    * a6 P: }. v; o) b
17.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    
18.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    / v% j. M% v1 U$ h. ~  K, G" `
19.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
20.         NVIC_Init(&nvicInitStructure);
    7 Y; ^* K8 Q0 y: n( J( R2 P+ l
21.         //
    $ [4 ]; `. \4 q! l" L
22.         USART_Cmd(UART5, ENABLE);

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配置UART5的过程主要由USART_Init()函数实现，该函数完成对UART寄存器的配置。在库函数中，UART寄存器如下所示：

1. typedef struct
   
2. {
   $ L! o' ?2 `. s& _% H- a
3.   __IO uint16_t SR;         /*!< USART Status register,                   Address offset: 0x00 */
   8 N  X' v: F. a$ d! ?9 x/ h
4.   uint16_t      RESERVED0;  /*!< Reserved, 0x02                                                */
   
5.   __IO uint16_t DR;         /*!< USART Data register,                     Address offset: 0x04 */
   
6.   uint16_t      RESERVED1;  /*!< Reserved, 0x06                                                */
   
7.   __IO uint16_t BRR;        /*!< USART Baud rate register,                Address offset: 0x08 */
   
8.   uint16_t      RESERVED2;  /*!< Reserved, 0x0A                                                */
   
9.   __IO uint16_t CR1;        /*!< USART Control register 1,                Address offset: 0x0C */
   ) A* U* {4 K2 F+ n. t. e7 O
10.   uint16_t      RESERVED3;  /*!< Reserved, 0x0E                                                */
    / ?, @( e# S: @/ }3 r0 {1 I6 u4 N
11.   __IO uint16_t CR2;        /*!< USART Control register 2,                Address offset: 0x10 */
    2 K" Y; u' F# L; B
12.   uint16_t      RESERVED4;  /*!< Reserved, 0x12                                                */
    
13.   __IO uint16_t CR3;        /*!< USART Control register 3,                Address offset: 0x14 */
    4 E- C1 T+ E3 D9 u5 e
14.   uint16_t      RESERVED5;  /*!< Reserved, 0x16                                                */
    ) h4 w6 @* k4 C4 U
15.   __IO uint16_t GTPR;       /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */
    
16.   uint16_t      RESERVED6;  /*!< Reserved, 0x1A                                                */
    ' b" {) u; \! G: L& R& ?
17. } USART_TypeDef;

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UART寄存器详细内容可以参考STM32F4中文手册，这里简单介绍下以下几个寄存器：

• SR寄存器：状态寄存器，包含了一些标志位，如TXE（发送数据寄存器为空）、TC（发送完成）、RXNE（读取数据寄存器不为空）
• DR寄存器： 数据寄存器，只用其低9位（DR[8:0]）。当发送数据时，将数据写入该寄存器，该寄存器将数据发送到TDR或者移位寄存器发送，当数据写到移位寄存器时，TXE标志置1（数据写入时置0）。TXE为1时可以继续写入数据，否则新写入的数据会把原有数据覆盖。读取数据时，也是从该寄存器读取数据。
• BRR波特率寄存器：波特率寄存器，用来设置波特率的值。
• CR1寄存器：包含使能位UE、字长M、过采样倍率、奇偶校验、接收使能、发送使能等控制信息。
  

数据收发单字符发送       

1. //发送一个字符，USART_SendData函数实际就是将字符写入USART_DR寄存器
   $ R# i3 W3 a- ^; \; p, y: @$ @
2.         USART_SendData(pUSARTx,ch);
   9 c8 q0 w8 F+ _& m. m
3.         //
   
4.         //等待发送寄存器为空，只有当USART_FLAG_TXE == 1 时才可以继续想DR寄存器写入数据，否则会将上一个数据覆盖掉。
   8 F3 }" S2 @2 X3 r
5.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET)

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% j; V6 \0 B/ n6 j5 C/ s
字符串发送

1. /***************** 发送字符串 **********************/
     f2 M* p& {) T4 M. `% A
2. // 发送字符串是每个字符依次发送，相当于循环执行单字符发送函数。
   
3. //
   
4. void uart_send_str( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
   
5. {
   
6.         unsigned int k=0;
   
7.         //
   
8.         do {
   
9.                 uart_send_byte( pUSARTx, *(str + k) );
   
10.                 k++;
    
11.         } while (*(str + k)!='\0');
    ) R9 U" T) i& l( M1 \
12.         //
      r! k# g# x: o5 F  a7 N
13.         /* 等待发送完成 */
    : p! l8 ^* Z5 @, y0 f
14.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET) ;
    9 B% g. o5 _2 ?/ p, n( M
15. }
    
16. //
    
17. // USART_FLAG_TC为1的条件是，DR寄存器为空并且以为寄存器也为空。相当于所有数据都发送完毕
    

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字符接收

1. uint8_t ucTemp;       
   0 x$ @" e2 ~7 p7 y
2.         if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE)!=RESET){
   1 f' `% q. w: Y# s! ~5 k! {& C
3.                         ucTemp = USART_ReceiveData( UART5 );
   . m4 t0 Q% B9 N" I4 _( J
4.                         // USART_SendData(UART5,ucTemp);
   
5.                 }
   
6.         // USART_ReceiveData()函数是将DR寄存器读取并返回
   + r' }, Y( R) d$ K8 s2 W
7.         // USART_IT_RXNE不为0表示数据寄存器中有数据，需要将其读出。
   1 W( Q5 d# y4 V4 j( _
8.         // 每次收一个字符，USART_IT_RXNE会被设置为1，直至数据被读出，USART_IT_RXNE再次被设置为0.
   ( r' a4 D5 h+ v% L( Z
9.         // 同时，USART_IT_RXNE也被设置为中断的标志，即接收到数据时，进入中断。
   - o1 {/ u- _5 R* T

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. j7 a4 w# K4 A$ z- D

/ c, s3 M- ]! p