STM32-USART串口的应用内容概要：
; Y  B5 l$ L  o  R% n7 S/ L/ N# |

串行通信的基本概念

' N8 Q$ g: m, f' D  B& F

串口寄存器介绍

4 C# o# ~' y1 x9 i, {

STM32实现串口数据的收发

HAL串口库函数的使用及printf的实现

; o. o1 X+ m. _2 _- [

串行通信的基本概念：

内容概要：

通信的基本概念

USART介绍

串口的电路连接

串口的通信协议

同步通信和异步通信：

通信，最少要有两个对象，一个收，一个发。

同步通信：一般情况下同步通信指的是通信双方根据同步信号进行通信的方式。比如通信双方有一个共同的时钟信号，大家根据时钟信号的变化进行通信。

异步通信：是指数据传输速度匹配依赖于通信双方有自己独立的系统时钟，大家约定好通信的速度。异步通信不需要同步信号，但是并不是说通信的过程不同布。

' x1 j6 S4 w! [$ P' G( ^# p2 x

7 W8 \+ q" o# g8 s& S8 [* o

串行通信和并行通信的区别：

串行通信：指的是同一时刻只能收或发一个bit位信息。因此只用1根信号线即可。

并行通信：指的是同一时刻可以收或发多个bit位的信息，因此需要多根信号线才行。

! f4 k+ K9 o6 g% D4 I/ v4 T

                         -串行传输：数据按位顺序传输。                                                                  -并行传输：数据各个位同时传输。

                         -优点：占用引脚资源少                                                                                  -优点：速度快

                         -缺点：速度相对较慢                                                                                      -缺点：占用引脚资源多

单工、半双工、全双工：

单工：要么收，要么发，只能做接收设备或者发送设备。比如收音机  

半双工：可以收，可以发，但是不能同时收发， 比如对讲机  

全双工：可以在同一时刻既接收，又发送。 手机

常见通信总结：

" b# A; y9 s( j) S( p

USART基本概念：

通用同步异步收发器（USART）灵活地与外部设备进行全双工数据通信，满足外部设备对工业标准NRZ异步串行数据格式的要求。USART通过小数波特率发生器提供了多种波特率。它支持同步单向通信和半双工单线通信；还支持LIN（局域互联网络），智能卡协议与IrDA（红外数据协会）SIR ENDEC规范，以及调制解调操作（CTS/RTS）。而且，它还支持多处理器通信。

USART支持同步模式，因此USART 需要同步始终信号USART_CK（如STM32 单片机），通常情况同步信号很少使用，因此USART和一般单片机UART使用方式是一样的，都使用异步模式。

串口电路连接：

+ ^8 w4 N; l) A3 d( U

2 v$ [5 x) d# j0 V, \4 E, [
% F0 H- u0 L* D; \

STM32f051串口：STM32F051内置多达两个通用同步 / 异步收发器（ USART1 和 USART2 ），通信速度可达 6 Mbit / s

7 M% |5 a/ k  O( A. h
7 b0 ]! j: W% W" y: k9 p% Q. r

0 V5 A/ k5 e8 ]2 p( Q1 _; F: {

串口通信协议介绍：

, p# V, u' C0 z

/ ~9 m( N6 v" m, E" q9 L9 T- I& o

波特率：

在串行通信中，用“波特率”来描述数据的传输速率。所谓波特率，既每秒传送的二进制位数，其单位为bps（bits per second）。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。

( [/ D. I0 Y3 E' C: C

国际上规定一个标准的波特率系列： 110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、115200、14.4Kbps、19.2Kbps、……

例如：115200bps、指每秒传送115200位。通信双方必须设置同样的同学速率才能正常通信

注意：实际的数据没这么多，还包括起始位，结束位，校验位

. i+ }2 r$ q# F2 u( g

STM32 USART寄存器介绍

内容概要：

控制寄存器——USART_CR  

状态寄存器——USART_SR  

数据寄存器——USART_DR  

波特率寄存器——USART_BRR

串口寄存器-USART_CR1：

6 K- W3 F$ c4 Q  x% V5 z
8 k8 X' K8 Y( v7 j3 ]1 C4 W

串口寄存器-USART_CR2：

, X5 C9 _+ o2 f* M6 D! k) @

                                                         

串口寄存器-USART_BRR：

串口寄存器-USART_ISR：

- W! x) F" n, z

串口数据的发送和接收：

) s9 C0 M0 [. X

串口寄存器-USART_TDR：

8 T2 S1 N/ n. T, q- h, |2 A

串口寄存器-USART_RDR：

0 M2 Y, F2 Q. [

STM32实现串口数据的收发
5 o7 g, |7 G6 v$ X! N1 p9 Y

内容概要：

串口硬件原理图

CubeMX中串口的配置

串口发送一个字符

串口接收一个字符

串口硬件原理图：

注意：如果无法识别串口，清装好ch340串口驱动

CubeMX中串口的配置：

- ~/ E0 Z1 C# f! \! T

4 j' H5 c- C" l8 m4 G7 h. m

9 k: d% f  B6 c4 j1 {

串口数据的发送和接收：

5 K5 Y8 B3 Q! t5 i) }- i* Z* _7 U

. y; M1 G2 u/ R' ]

串口发送一个字符：

: E. F( D2 n6 L/ u2 U( O7 Q

1. 
   $ b2 d0 y7 N8 K
2. void  Uart_Putchar(uint8_t ch)
   ; `5 j. u% T1 B2 u, o
3. {
   
4.         while(!(USART1->ISR &(1<<7)));   //等待发送寄存器空
   ! N4 ?. F: y) S9 h
5.         USART1->TDR = ch;       //发送字符
   0 e$ D) v$ L( f$ q* s
6. }
   
7. 
   
8. void Uart_Putstring(uint8_t  *str)        
   
9. {
   
10.         while(*str != '\0')
    
11.         {
    
12.                 Uart_Putchar(*str);               
    6 a! H! ]$ P9 I
13.                 str++;
    
14.         }
    
15. }

复制代码

- h. Z+ e" ~7 l% E0 s

串口接收一个字符：

1. 
   * L9 `7 g, B. j
2. uint8_t Uart_Getchar(void)
   4 ~# z6 n, J$ Y- ?- d. b
3. {
   " g# M; p) u9 q3 `, B- F. N
4.         while(!(USART1->ISR & (1<<5)));  //等待收到一个字符的数据
   
5.         
   9 k" o. I$ z* d
6.         return  USART1->RDR;    //返回收到的字符
   2 m! ^2 t6 {$ t# s' R) K8 x
7. }

复制代码

( d1 u% t1 b1 N: [" Q# a0 c4 ?HAL串口库函数的使用及printf的实现

) b# U# W  K8 _: a: {( T

HAL库中串口的收发函数：

1. Stm32f0xx_hal_uart.c  文件中
   
2. 
   
3. 串口的发送函数
   / ^* w* }) S  }+ m* \
4. 
   
5. HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
   
6. 
   
7. 串口的接收函数
   
8. 
   ) x: p) k. V5 @: _/ I
9. HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

复制代码

printf()实现串口重定向：

+ t( Z7 z* N1 t  q8 M

1. 
   
2. ​​printf函数调用的是c库中的fputc函数。因此我们如果重新写了fputc函数，就可以改变printf函数的功能，可以向串口打印输出。
   
3. 
   / Q% J% J8 e- ^/ z3 u+ C! |
4. int fputc(int ch,FILE *f){        
   : Y% X1 a/ E+ D; v
5.     while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);        
   ; l4 _' b: z2 v
6.     USART1->TDR=(uint8_t)ch;
   $ ^( w* t* I2 B. P$ ^0 H4 I
7.     return ch;
   
8. }

复制代码

' V: \+ A! g6 h( L
/ n, [' g: v0 F  q' c! c2 w: n

* A3 g: `: C. v& B' R  V8 q
8 C+ d! J. U1 v& n