7 A; [! c. v- k
8 [: `( A2 r, n/ L% C1 e

一、概述

1、UART简介

     UART:通用同步/异步串行接收/发送器，由时钟发生器、数据发送器和接收器三大部分组成。UART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。STM32F407IGT6具有6个UART收发器，可使用相应的代码使能后使用。

2、UART特点

• 全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据)。
• 同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步。
• 支持8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据桢结构。
• 由硬件支持的奇偶校验位发生和检验。
• 数据溢出检测。
• 帧错误检测。
• 包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器。
• 三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成。
• 支持多机通信模式。
• 支持倍速异步通信模式。
  

3、UART时序                              

           图4_0 UART时序

空闲位：高电平。

启动位：一个低电平。

字符数据：可以选择8和9位数据位。

奇偶校验位：根据需要选择是否进行校验。

停止位：一个高电平。

4、TTL、RS232、RS485、RS422通信

TTL、RS232、RS485都是指电平信号，USART可使用相应的电平转换芯片，实现这三种通信。

• TTL：电平信号数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。通讯方式为全双工通信。
• RS232：232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”为-3到-15V;逻辑“0”为+3到+15V。通讯方式为全双工，通讯距离15m，RS-232的数据最高传输速率为20Kbps。
• RS485：RS485采用差分信号负逻辑，逻辑"1”以两线间的电压差为-(2~6)V表示;逻辑"0"以两线间的电压差为+(2~6)V表示。通讯方式为半双工，通讯距离1200m，RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
• RS422：RS422采用两对差分线传输数据，电平与RS485相同。通讯方式为全双工，通讯距离1200m，RS-422的数据最高传输速率为10Mbps。
  * z* ?4 f- ]' @0 ]  r9 E

二、硬件电路

8 r( x% Q% {. @2 z+ X

                                             

                                         图4_1UART引脚图

           图4_2UART转USB

  本试验使用的芯片STM32F407IGT6，使用UART为UART_4，引脚位PA0和PA1，经过串口转USB芯片CH340转换后，可通过USB接口与计算机通讯。

三、 实验原理

  计算机安装 CH340 驱动后，可通过串口工具来接收串口发送的数据和向串口发送给数据。用串口工具打开iCore3对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制ARM LED的亮灭情况。串口命令如下表：

LED_RED_ON\cr\lf	LED 红灯亮
LED_RED_OFF\cr\lf	LED 红灯灭
LED_BLUE_ON\cr\lf	LED 蓝灯亮
LED_BLUE_OFF\cr\lf	LED 蓝灯灭
LED_GREEN_ON\cr\lf	LED 绿灯亮
LED_GREEN_OFF\cr\lf	LED 绿灯灭

              表4_1： 串口控制命令

                          图：4_3 控制实例

四、源代码

1.USART初始化结构体介绍

1. typedefstruct
   , o6 `  N0 R; e1 y8 ?& l- @
2. {
   , w, h' v5 H6 b/ x
3. uint32_tUSART_BaudRate;           
   
4. uint16_tUSART_WordLength;         
   . H" b. c2 N5 c4 i
5. uint16_tUSART_StopBits;           
   
6. uint16_tUSART_Parity;              
   , `0 ]0 F+ s  R# q
7. uint16_tUSART_Mode;               
   
8. uint16_tUSART_HardwareFlowControl;
   ( ]6 v) {' S5 s. r
9. } USART_InitTypeDef;

复制代码

• 波特率：每秒传输的二进制位个数。
• 数据长度：可选择8位，9位。
• 停止位：可选择0.5位、1位、1.5位和2位。
• 校验位：可选择无校验、奇校验、偶检验。
• USART模式：可选择接收模式、发送模式、收发模式。
  

2．主函数
# J8 S8 A  _$ m6 l- T* O& v

1. /*
   
2. * Name                : main
   - e% t+ D1 }- k8 b2 q5 F7 `
3. * Description         : ---
   0 g* N0 _, F; l. v, v
4. * Author              : ysloveivy.
   8 ]4 l! Z( P7 P  q6 ~) F+ N1 A
5. *
   
6. * History
   
7. * --------------------
   
8. * Rev                 : 0.00
   7 L. A: @3 `# A5 V" [
9. * Date                : 11/21/2015
   ( b. y" _8 t; g6 C- S$ R
10. *
    ( I0 d9 j! \- W/ ~
11. * create.
    
12. * --------------------
    2 {7 K4 H4 Q3 j( g5 \1 f
13. */
    
14. int main(void)
    . F. D9 }' n5 }" H+ T
15. {
    + l4 {6 r9 c6 D8 B& [( i
16.         inti;
    
17.         char buffer[20];
    
18.         led.initialize();
      m0 W6 c$ j5 Q/ K; j
19.         usart4.initialize(9600);
    
20.         usart4.printf("hello! I am iCore3!\r\n");                              //串口4输出
    0 [2 f0 G9 [& n9 A; d
21.         while(1){
    
22.                 if(usart4.receive_ok_flag){                                          //接收完成
    ' J1 l5 E  M2 d+ d. ^/ S' P  D
23. usart4.receive_ok_flag = 0;
    + p& L! R9 ^6 ^* @& y9 S
24.                         for(i = 0;i <20;i++){
    " D2 ?0 v) i/ M6 T* Z# x, r
25.                                 buffer[i] = tolower(usart4.receive_buffer[i]);
    
26.                         }
    9 \3 M$ h/ ?  P/ B/ s& W1 M
27.                         //比较接收信息
    
28.                         if(memcmp(buffer,"led_red_on",strlen("led_red_on")) == 0){
    0 a1 _6 ~2 W* f/ N6 q
29.                                 LED_RED_ON;
    % c1 a! i) U( ]. A* i! @. @+ @+ _
30.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    7 A: b: Q4 }6 y) o& @% R" l% F
31.                         }
    8 E4 f( L, }2 K4 Q$ n+ f$ w
32.                         if(memcmp(buffer,"led_red_off",strlen("led_red_off")) == 0){
    7 \6 X" R  W  k# v1 b' r
33.                                 LED_RED_OFF;
    " P+ [9 n* K' ?7 z
34.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    0 F. w, P. ~7 ?
35.                         }
    . z- ?, Q1 T  |6 T3 f
36.                         if(memcmp(buffer,"led_green_on",strlen("led_green_on")) == 0){
    ' ^9 {' e: N0 w4 K2 n& h
37.                                 LED_GREEN_ON;
      i/ J& {! r/ v/ P# h
38.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    1 i2 Q) k- {0 [9 ?8 a+ N& ]) j4 k
39.                         }
    % F% R# {5 ?- i& q/ D1 B7 d  O
40.                         if(memcmp(buffer,"led_green_off",strlen("led_green_off")) == 0){
      E! z5 ]1 g0 q! A
41.                                 LED_GREEN_OFF;
    : A9 t  X: ]' ?4 E) F6 V8 z
42.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    : S2 s; v5 s2 ~, O+ ~, E
43.                         }
    
44.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_on",strlen("led_blue_on")) == 0){
    
45.                                 LED_BLUE_ON;
    
46.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
47.                         }
    $ i, T, j* p) j: F  b; v3 ~
48.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_off",strlen("led_blue_off")) == 0){
    
49.                                 LED_BLUE_OFF;
    ) g3 K0 T, G/ N, [# X, ^& M% i
50.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
51.                         }
    8 O. H# x  o" C6 Z" r' m1 s
52.                 }
    & R' ~7 T1 f" X- R  t# y! @. h
53.         }
    
54. }
    

复制代码

3.USART初始化及相关配置

1. /*
   $ U: |7 `& j+ m  A% P
2. * Name               : initialize_usart4
   ! L( C8 W8 Q' g4 D3 u/ K- L
3. * Description        : ---
   
4. * Author             : XiaomaGee
   ( j8 X3 R# v2 V1 `
5. *
   
6. * History
   0 @! ?- z. ^+ N" M/ p
7. * -------------------
   
8. * Rev                : 0.00
   * y8 j) `6 _& k+ d7 p4 j3 c
9. * Date               : 11/21/2015
   
10. *
    
11. * create.
    5 H" H4 D9 j! X+ E/ E' x6 R# B* e
12. * -------------------
    2 _7 R% }2 A$ }2 T
13. */
    , n/ G5 ]/ b$ S) E& S1 Q
14. staticint initialize_usart4(unsignedlongintbaudrate)
    
15. {
    & `+ F$ R9 B: S5 n! E, o2 Q2 O
16.         GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
    ) b6 U0 ~: T# _6 ~. |0 h" c( L
17.         USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;
    * B" ~4 {9 @  t/ _
18.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
19. 
    $ V8 Q# p  A! a. H6 ~6 P# S, K
20.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);             // GPIO时钟使能
    4 u5 I9 w" V; f& s
21. 
    
22.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                        //PA0为复用推挽输出
    . S2 ?' s4 e. {  w) {1 ~5 o( U
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    5 \$ v' H4 p. {2 B, U: o/ Q8 h
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    , u2 Q' S9 A! \. Q+ ^
25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    ; ?" T7 m+ v) _: O: f. K
26. 
    7 E. T& @4 ^) n( `, ]' C) U' t
27.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;                        //PA1为浮空输入
    % ]6 e. ~2 c2 J( H
28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    - |7 V) W6 f' X6 d. A: w
29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    5 ~  w. T5 ^! Q/ x' C
30.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    4 o6 D. K5 v/ c# l3 _7 W
31. 
    
32.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_UART4);           //PA0引脚复用为UART4
    - ]  h: L# D3 I
33.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_UART4);           //PA1引脚复用为UART4
    
34. 
    8 ^: w6 G8 N1 \0 s6 J- ]* s
35.         USART_DeInit(UART4);
    
36.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4, ENABLE);            //UART4时钟使能
    + a2 W  j& b1 I3 G( S( t
37.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;                   //波特率
      Y2 g5 e# T: T5 [
38.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;      //8个数据位
    
39.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;           //1个停止位
    + Z' j: J1 T& V$ y, K
40.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;             //无奇偶校验位
    1 Y3 V1 Z1 _' r2 x: ~$ r
41.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    
42.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式
    
43.         USART_Init(UART4, &USART_InitStructure);                         //初始化UART4
    6 y4 j- l. {' k2 H% V0 K
44.         USART_Cmd(UART4, ENABLE);                                        //使能UART4
    / G- c# {* u! a
45.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_PE,ENABLE);
    0 x8 p% n8 K' u8 A! _# k
46.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_RXNE,ENABLE);                      //打开UART4的中断
    
47. 
    
48.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn;
    
49.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    0 A4 D0 Y$ G2 j, g
50.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    
51.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    ' ]/ L1 {& a# ~- _  Y+ D
52.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    ' a8 ?! Y& S6 t5 i! M
53. 
    . N! b! U# d- l) k/ {$ F4 y3 v" S
54.         return0;
    ; e7 c: ]5 X$ t2 @6 _
55. }
    
56. /*
    
57. * Name               : send_buffer4
    
58. * Description        : ---
    4 b9 b- G2 Y' \8 s7 o7 g
59. * Author             : XiaomaGee
    / n! f4 |& W9 T& m- a
60. *
    
61. * History
    
62. * -------------------
    
63. * Rev                : 0.00
    6 S3 {. o3 X9 t! }& x
64. * Date               : 11/21/2015
    
65. *
    
66. * create.
    - s- e, K- M  g6 q# `: D/ A
67. * -------------------
    
68. */
    ' Z. \: Z: N+ a# O
69. staticint
    9 A4 e7 d  J% J0 {
70. send_buffer4(void * buf,intlen)
    
71. {
    3 P) \' N( E$ p1 |& U& f: Z8 Y
72.         char *p = (char *)buf;
    . g6 C6 z& e# I' e. `
73. 
    
74.         if(len<= 0)return -1;
    
75. 
    
76.         while(len --){
    
77.                 send_byte_to_usart4(*p);
    
78.                 p ++;
    & A  r/ j6 ~) K& f0 q9 b
79.         }
    # a' ^' @2 N6 R8 W
80.         return0;
    
81. }
    
82. 
    
83. /*
    
84. * Name               : send_byte_to_usart4
    ' v0 A% P4 w7 _4 e2 n; @- D* D7 I
85. * Description        : ---
    / v$ G6 _4 P3 K5 v0 P1 Z- G
86. * Author             : XiaomaGee
    
87. *
    ( G# q/ s( C/ v: v. h9 A) H
88. * History
    3 k' X1 x1 _8 Z& H, d3 V0 E$ U0 y7 A
89. * -------------------
    
90. * Rev                : 0.00
    
91. * Date               : 11/21/2015
    ( y- K( w# d2 K0 n; h
92. *
    
93. * create.
    
94. * -------------------
    
95. */
    
96. staticint
    
97. send_byte_to_usart4(char data)                  //TTL通信
    
98. {
    , V/ b/ [4 I( \5 h
99.         while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));          //等待发送数据完成
    9 P! T! }# ]) C. r$ X* L1 m
100.         USART_SendData(UART4,data);                                       //将数据写入数据寄存器中
     
101. 
     
102.         return0;
     + R3 [# [5 {8 r* F
103. }
     $ ~& {" M: T+ m* c
104. 
     3 L" _) D" ?; N
105. /*
     ) z; G" T) o9 b! \' Z
106. * Name               : send_string_to_usart4
     
107. * Description        : ---
     
108. * Author             : XiaomaGee
     
109. *
     
110. * History
     
111. * -------------------
     ' V0 S/ Q3 g& w; E' |
112. * Rev                : 0.00
     
113. * Date               : 11/21/2015
     ' e6 w. M6 F* y/ B
114. *
     
115. * create.
     
116. * -------------------
     
117. */
     ; Y/ U4 Q0 w' G# G  A, ^
118. staticint
     6 B7 o# ^. u3 v6 R/ n
119. send_string_to_usart4(char * str)
     
120. {
     1 U( p  ^' @6 L# R8 w. x
121.         while(*str!='\0'){
     
122.                 while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));
     0 t/ o" a0 }. x9 p
123.                 USART_SendData(UART4,*str++);
     1 @1 L3 T7 `8 b- m; ?
124.         }
     / L. Q1 m% {) t
125.         return0;
     
126. }
     4 i9 o6 L; c# X
127. /*
     & S8 U! ^  O2 a5 O+ F: C! p
128. * Name               : UART4_IRQHandler
     
129. * Description        : ---
     
130. * Author             : XiaomaGee
     ' F& ^5 U( e" u
131. *
     
132. * History
     ! r$ H2 d2 Y# @/ E  d
133. * -------------------
     " W% |9 U, D* x  R
134. * Rev                : 0.00
     0 t& E  ^5 u& ~6 o! J1 A
135. * Date               : 11/21/2015
     1 V" I* }% i8 r# Q
136. *
     0 h+ D, E! b) Y* r/ F
137. * create.
     * N; I7 r% e3 m! x
138. * -------------------
     
139. */
     
140. int
     
141. UART4_IRQHandler(void)
     
142. {
     . h$ p) ~& x% C( R
143. while(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_RXNE) == 0);
     
144.         usart4.receive_buffer[usart4.counter++]=USART_ReceiveData(UART4); //接收数据
     
145. 
     
146.         if(usart4.receive_buffer[usart4.counter - 1] == '\n'&& usart4.receive_buffer[usart4.counter - 2] == '\r'){
     
147.                         usart4.receive_buffer[usart4.counter-1]=0;
     3 h( w( r" w" a9 q" E- S8 P
148.                         usart4.counter=0;
     ' k$ m2 s' X/ y* D* [
149.                 usart4.receive_ok_flag=1;
     0 k" D, I5 L7 C# e8 O# k3 C7 G
150. return0;
     
151. }
     
152. /*
     
153. * Name               : printf
     
154. * Description        : ---
     ) E3 y: u8 ^  ~5 l6 Q
155. * Author             : XiaomaGee
     % b. \1 y2 k6 u  S# |
156. *
     
157. * History
     : z6 S. _* w  _& u' O, e  B1 K9 l+ c
158. * -------------------
     ! B, H0 d% I  Y2 @: l' ~
159. * Rev                : 0.00
     . R( ~4 [" X6 P& D) f; c
160. * Date               : 11/21/2015
     
161. *
     : i& g0 E4 k8 s2 y3 k! `
162. * create.
     
163. * -------------------
     
164. */
     ( R  y8 }8 P9 n: v2 c
165. staticint
     5 S& H" G# }' P3 U4 U
166. my_printf4(constchar * fmt,...)                             //串口4输出
     0 `# T  |/ D0 A, O
167. {
     
168.         __va_listarg_ptr;
     
169.         charbuf[UART_BUFFER_SIZE];
     4 M1 J- ?" x$ S# @" C
170. 
     
171.         memset(buf,'\0',sizeof(buf));
     
172. 
     ; `( W7 G2 [2 j) j* Y
173.         va_start(arg_ptr,fmt);
     - M6 V% X- ]& q$ X5 n
174.         vsprintf(buf,fmt,arg_ptr);
     5 i7 _% T# }% @% R
175.         va_end(arg_ptr);
     4 \+ G! i0 G- z* C
176. 
     
177.         send_string_to_usart4(buf);
     + ], i8 s/ h( e
178. 
     
179.         return0;

复制代码

五、 实验现象

通过串口调试工具输入相应的命令，可以看到iCore3执行相应的明命令，LED按控制命令亮灭。

六、代码包下载

网盘：https://pan.baidu.com/s/1pJxluWF

感谢分享，已汇总到2月技术原创  https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-614799-1-1.html

好牛好贴

谢谢楼主的强大资源