2 y: J' H# f; p+ e/ a

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。
  3 K; i7 `* J+ ?( X% e

二、硬件电路

                                             

                                         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
& {) [: B" C8 N

                          图：4_3 控制实例

四、源代码

1.USART初始化结构体介绍

1. typedefstruct
   
2. {
     P' m. V: T* p/ {# v* ^! H! l
3. uint32_tUSART_BaudRate;           
   8 i: _9 s' }3 W
4. uint16_tUSART_WordLength;         
   
5. uint16_tUSART_StopBits;           
   
6. uint16_tUSART_Parity;              
   
7. uint16_tUSART_Mode;               
   
8. uint16_tUSART_HardwareFlowControl;
   5 q, _; o; k2 J6 l
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。
  ! G6 h% B) G, D3 `5 M; f1 b

2．主函数
# z- S, x1 u, d/ n

1. /*
   
2. * Name                : main
   
3. * Description         : ---
   6 P! Y8 i4 d0 S' v" M
4. * Author              : ysloveivy.
   3 M  o" P' r% x: g# ?) F
5. *
   % `  ]6 G$ o1 j# S- P' I
6. * History
   . G  e4 b* j. T0 Z
7. * --------------------
   
8. * Rev                 : 0.00
   
9. * Date                : 11/21/2015
   
10. *
    
11. * create.
    
12. * --------------------
    
13. */
    9 [7 m1 m0 `8 G
14. int main(void)
      R1 w* b" s% B! g. {  C1 c
15. {
    ) K' o' T$ t# U+ P% P# ^: T
16.         inti;
    " H2 _! T- d6 \
17.         char buffer[20];
    
18.         led.initialize();
    
19.         usart4.initialize(9600);
    ) Y( H. h6 Z- j) c
20.         usart4.printf("hello! I am iCore3!\r\n");                              //串口4输出
    
21.         while(1){
    
22.                 if(usart4.receive_ok_flag){                                          //接收完成
    
23. usart4.receive_ok_flag = 0;
    
24.                         for(i = 0;i <20;i++){
    
25.                                 buffer[i] = tolower(usart4.receive_buffer[i]);
    3 K/ l# y# K  y0 {2 Y8 X
26.                         }
    
27.                         //比较接收信息
    
28.                         if(memcmp(buffer,"led_red_on",strlen("led_red_on")) == 0){
    
29.                                 LED_RED_ON;
    + ^: J9 V8 D0 w& A
30.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    0 i$ y& K# V/ w8 [5 t% g: B
31.                         }
    
32.                         if(memcmp(buffer,"led_red_off",strlen("led_red_off")) == 0){
    : [! ~8 G- ^1 r# m4 J
33.                                 LED_RED_OFF;
    # L) l% X2 ^1 V% p* u: K8 q! H
34.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    $ f$ F5 W0 L) G) F! Y, |! o
35.                         }
    
36.                         if(memcmp(buffer,"led_green_on",strlen("led_green_on")) == 0){
    
37.                                 LED_GREEN_ON;
    9 r- v( E% o4 H" x' _  A; x) ?
38.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    " a0 q) u8 ^/ k. I
39.                         }
    ! q  j' F+ P; j0 z& R: H
40.                         if(memcmp(buffer,"led_green_off",strlen("led_green_off")) == 0){
    
41.                                 LED_GREEN_OFF;
    + G1 V0 e% h4 a6 `  W
42.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
43.                         }
    
44.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_on",strlen("led_blue_on")) == 0){
    
45.                                 LED_BLUE_ON;
    7 x! e- N& h% k. f7 p  j" Q6 a
46.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
47.                         }
    . r2 A, x+ Y; ]5 t$ b
48.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_off",strlen("led_blue_off")) == 0){
    
49.                                 LED_BLUE_OFF;
    
50.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
51.                         }
    & l7 _) }& o, d% E2 q; o2 w
52.                 }
    
53.         }
    " t/ m; i2 a3 k6 x9 y2 g
54. }
    

复制代码

3.USART初始化及相关配置

1. /*
   
2. * Name               : initialize_usart4
   
3. * Description        : ---
   
4. * Author             : XiaomaGee
   
5. *
   : @) w7 G$ a  [1 E9 N! I
6. * History
   
7. * -------------------
   7 w1 h7 M5 ^3 |8 Z
8. * Rev                : 0.00
   2 N; w( J1 V( T0 V; z
9. * Date               : 11/21/2015
   
10. *
    
11. * create.
    
12. * -------------------
    ( ~, ?) a" M2 s# U) Q- J
13. */
    
14. staticint initialize_usart4(unsignedlongintbaudrate)
    ! w! ]2 y8 \, S1 k
15. {
    
16.         GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
    
17.         USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;
    1 I, ^3 M7 y# y! D* ~0 |; O
18.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
19. 
    5 g, v" V+ t! k! Z6 H* f# j
20.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);             // GPIO时钟使能
    ! |& t9 }, i* K3 F0 {) e
21. 
    
22.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                        //PA0为复用推挽输出
    . p% V8 |) U# \; n
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    ( v. \) {+ ~% O$ J! ~7 }5 {
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    3 z* F: z0 D; p6 x! C" K
25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    + s% J  k( r& H( j* F7 U5 Z$ Q0 E, k
26. 
    
27.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;                        //PA1为浮空输入
    
28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    
29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
30.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    3 ]' ~; l0 y( G. `% ?4 ~. F
31. 
    
32.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_UART4);           //PA0引脚复用为UART4
    " p9 i; n( j% ?+ `( u3 U# y2 U
33.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_UART4);           //PA1引脚复用为UART4
    
34. 
    
35.         USART_DeInit(UART4);
    
36.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4, ENABLE);            //UART4时钟使能
    
37.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;                   //波特率
    
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
    ( Q! s5 ?5 a8 d" I
40.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;             //无奇偶校验位
    
41.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    " U2 n% R* [4 \6 E- J
42.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式
    1 h& B% X. B+ h6 T/ y
43.         USART_Init(UART4, &USART_InitStructure);                         //初始化UART4
    
44.         USART_Cmd(UART4, ENABLE);                                        //使能UART4
    ' j( K9 @0 E0 @. k- s+ m
45.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_PE,ENABLE);
    0 v7 G7 V9 f9 S1 Q
46.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_RXNE,ENABLE);                      //打开UART4的中断
    8 \2 J, Q1 D9 p  J  R
47. 
    1 @# }. F% H8 x& T0 ?3 G
48.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn;
    0 R* a7 V6 I" o" ?1 X! M" C
49.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    
50.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    
51.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
52.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    . @' Y' R; f; F3 S8 b
53. 
    $ L3 _" {; j8 T7 D! [- @0 T; K' h
54.         return0;
    
55. }
    
56. /*
    5 Z9 y: N+ j# d( U6 o# Z
57. * Name               : send_buffer4
    : y0 e# P8 b  B9 i8 w
58. * Description        : ---
    $ v0 ?( _4 L+ x
59. * Author             : XiaomaGee
    ( I8 F0 R& d/ U& {& G( j
60. *
    
61. * History
    , h. Q6 j" V- I
62. * -------------------
    $ k/ [- P5 r$ x
63. * Rev                : 0.00
    # X* Q  M2 O) u( k' O
64. * Date               : 11/21/2015
    / l( {, f; A" @9 }8 _
65. *
    # ~) ?( P2 W7 y! D
66. * create.
    % S0 F' Y, Z9 J& M: u- Q# o2 Q& O
67. * -------------------
    7 k6 b; L8 Z. K
68. */
    # L4 H; R& o  m0 q" e' ^- S5 [; J" s. m
69. staticint
    ' q6 }7 U  F+ B- E" A
70. send_buffer4(void * buf,intlen)
    + Y7 G, {- b( c. R
71. {
    
72.         char *p = (char *)buf;
    
73. 
    
74.         if(len<= 0)return -1;
    
75. 
    , Y; k1 Y( H8 K9 z' b
76.         while(len --){
    * T' J* g1 W) k- T* }( |- ~7 |& ?
77.                 send_byte_to_usart4(*p);
    - M% X( \; Z' |4 p* q6 R
78.                 p ++;
    
79.         }
    : S, J" D, x, e( ]
80.         return0;
    
81. }
    
82. 
    ; c/ k1 l% l. N) [+ z6 ~0 |3 c' D
83. /*
    $ I  }% D3 F: m
84. * Name               : send_byte_to_usart4
    
85. * Description        : ---
    5 u/ l% ]5 M* U- z9 r' p
86. * Author             : XiaomaGee
    
87. *
    
88. * History
    
89. * -------------------
    
90. * Rev                : 0.00
    
91. * Date               : 11/21/2015
    ' v& H' H# ~% j+ x, g
92. *
    
93. * create.
    
94. * -------------------
    
95. */
    4 C2 G# v/ @/ z3 l
96. staticint
    
97. send_byte_to_usart4(char data)                  //TTL通信
    % S$ W# |  L% k2 s
98. {
    
99.         while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));          //等待发送数据完成
    & Z3 j* H2 @5 M# q1 F9 A
100.         USART_SendData(UART4,data);                                       //将数据写入数据寄存器中
     8 @, f( W1 J/ T) l  j/ L! b: q3 R
101. 
     7 `% [3 `/ K' |! G- K6 p/ E
102.         return0;
     
103. }
     
104. 
     " t  c1 p) C" U0 X+ t
105. /*
     
106. * Name               : send_string_to_usart4
     & }) e. l9 C. \/ \" n% r! z
107. * Description        : ---
     8 @4 D# \2 A5 T0 ~7 |; Y8 I
108. * Author             : XiaomaGee
     2 R. ?- \0 N  Z  @
109. *
     ( Y$ b# m$ J% L  o) G
110. * History
     
111. * -------------------
     ! x/ Z' i/ |5 r+ ]
112. * Rev                : 0.00
     
113. * Date               : 11/21/2015
     
114. *
     
115. * create.
     
116. * -------------------
     $ Q9 T/ e1 W) r2 |
117. */
     
118. staticint
     
119. send_string_to_usart4(char * str)
     
120. {
     : x, m4 ^- }* q# O
121.         while(*str!='\0'){
     " K+ Q, ?! ~  j2 ?& R+ G3 q; M+ g
122.                 while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));
     
123.                 USART_SendData(UART4,*str++);
     
124.         }
     
125.         return0;
     
126. }
     + F+ \* v$ k- p$ t
127. /*
     
128. * Name               : UART4_IRQHandler
     
129. * Description        : ---
     . n5 V  l3 q* N; a! K  W
130. * Author             : XiaomaGee
     
131. *
     
132. * History
     / Y3 U3 c3 H% R7 r* B
133. * -------------------
     + A. Z8 O1 F, o8 @0 o
134. * Rev                : 0.00
     # z# J; i- |' |1 Z7 X- q  q
135. * Date               : 11/21/2015
     # b4 ~; r8 m/ @1 c  c" F& o
136. *
     & R4 U* t9 }5 j: A& Z9 u
137. * create.
     
138. * -------------------
     
139. */
     ( N4 J$ t& v' P- C
140. int
     
141. UART4_IRQHandler(void)
     - h/ X* W, n: z. b
142. {
     
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'){
     7 C4 D6 D' o8 D, _' f  ?
147.                         usart4.receive_buffer[usart4.counter-1]=0;
     
148.                         usart4.counter=0;
     + w4 u( ~+ N. {
149.                 usart4.receive_ok_flag=1;
     ' O) |& a2 f; S+ e, W
150. return0;
     
151. }
     ! `( a& k6 }8 V
152. /*
     
153. * Name               : printf
     
154. * Description        : ---
     
155. * Author             : XiaomaGee
     : K, E+ O3 f  F: t# U: |9 L
156. *
     
157. * History
     
158. * -------------------
     
159. * Rev                : 0.00
     2 }3 ~( L; o$ k
160. * Date               : 11/21/2015
     4 E/ f4 i2 I1 r3 T
161. *
     
162. * create.
     $ S. j) g* _) X! p
163. * -------------------
     
164. */
     ) \; {9 M# Q( @
165. staticint
     3 Y% ]* H2 V1 g
166. my_printf4(constchar * fmt,...)                             //串口4输出
     6 S: j2 h+ v, \; C! ^, H
167. {
     : i- [( I! O1 {' N
168.         __va_listarg_ptr;
     , w2 Z  a; u7 K/ [1 S" `1 K/ m- S
169.         charbuf[UART_BUFFER_SIZE];
     9 R0 y7 Q. V' u/ s
170. 
     9 o3 o7 {) C' A: w* {
171.         memset(buf,'\0',sizeof(buf));
     
172. 
     . x1 d" G- y' w
173.         va_start(arg_ptr,fmt);
     ; U: n, w7 m- ^2 v, ]# {
174.         vsprintf(buf,fmt,arg_ptr);
     
175.         va_end(arg_ptr);
     ; Z, U6 a# L$ W8 D8 v
176. 
     # B! ?2 d) G- a. z
177.         send_string_to_usart4(buf);
     
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