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
• 
  

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
  

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;
   
2.         //
   
3.         // 使能对应的GPIO口时钟
   5 n" ^8 ]/ c1 G
4.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
   & x" n8 S; z" x6 C
5.         //
   # H# z2 r1 I% ?5 c5 D% R# _* x
6.         // UART5 TX:PC12  RX:PD2
   ( \2 p; d- r: v- Y& q; B: I% Z
7.         //
   0 C3 V% m1 a6 C8 H  N- W. ^
8.         GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_UART5);
   
9.         GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_UART5);
   
10.         //
    ( S* P2 l! l9 p8 b, s; t
11.         // PC12       
    
12.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    
13.         gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    ) w5 x# U3 M+ z% U8 I- J
14.         gpioInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    
15.         gpioInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    8 {' h: o5 c% ~; I
16.         gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;       
    
17.         GPIO_Init(GPIOC, &gpioInitStructure);       
    1 U) F1 X& u, G, G% _  w3 N
18.         // PD2
    : i  I7 G$ }4 o$ c  d3 U
19.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    
20.         GPIO_Init(GPIOD, &gpioInitStructure);

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9 s9 K: G. n0 P5 w5 }

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 l+ Q2 T  N# W3 g- c- d
2. {
   ) O: U/ W% q. V3 R1 C1 V, D
3.   __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
   
4.   __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
   ) B9 N: q% w0 Z. G. W" t. z% Z3 `: q
5.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
   9 T' H; J: b: V$ |) y. E! O# L
6.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
   9 \4 |4 b- t$ a. A( V3 i
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      */
   0 \$ C2 G+ m4 Y9 M: T
10.   __IO uint16_t BSRRH;    /*!< GPIO port bit set/reset high register, Address offset: 0x1A      */
    % }* ?9 l! {/ Z4 D& D0 F
11.   __IO uint32_t LCKR;     /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
    - T/ @8 n" z% a$ E6 n. |- d% L
12.   __IO uint32_t AFR[2];   /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
    
13. } GPIO_TypeDef;

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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。

/ W- n$ y5 L( b8 V& W) Z( Q% ?- \UART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);
   
5.         //
   
6.         // 配置UART5
   
7.         uartInitStructure.USART_BaudRate = 9600;
   " x) G5 `! U$ Y* _$ }; ?1 p, t. ?
8.         uartInitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
   2 U$ C- ^6 v' K6 L: @- c
9.         uartInitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
   
10.         uartInitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    
11.         uartInitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    
12.         uartInitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    
13.         USART_Init(UART5, &uartInitStructure);
    % I, X+ E+ _- t4 i- E5 _9 S4 Z
14.         //
    5 t! C: R& {& b& M( t9 w
15.         // 配置外设接受中断
    
16.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannel = UART5_IRQn;       
    & x; c- i9 ?% J6 N) p
17.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    
18.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    + A0 e' T- N2 L" |' e' J: I( @0 @
19.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
      t, O1 Q  C% }% u5 |
20.         NVIC_Init(&nvicInitStructure);
    
21.         //
    
22.         USART_Cmd(UART5, ENABLE);

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" b, T0 x$ b' _: N7 q: V5 W

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. {
   . a2 M9 a0 @7 g# {5 W
3.   __IO uint16_t SR;         /*!< USART Status register,                   Address offset: 0x00 */
   $ i. [& A% I5 r5 P
4.   uint16_t      RESERVED0;  /*!< Reserved, 0x02                                                */
   4 N, Z9 g% H; G& `' o# _6 Q9 B
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 */
   9 m+ O7 w; f: N% z- A
8.   uint16_t      RESERVED2;  /*!< Reserved, 0x0A                                                */
   
9.   __IO uint16_t CR1;        /*!< USART Control register 1,                Address offset: 0x0C */
   
10.   uint16_t      RESERVED3;  /*!< Reserved, 0x0E                                                */
    1 j0 s3 D8 a7 ?& [) L
11.   __IO uint16_t CR2;        /*!< USART Control register 2,                Address offset: 0x10 */
    
12.   uint16_t      RESERVED4;  /*!< Reserved, 0x12                                                */
    # a# N! ~, I8 P7 S& R7 z
13.   __IO uint16_t CR3;        /*!< USART Control register 3,                Address offset: 0x14 */
    
14.   uint16_t      RESERVED5;  /*!< Reserved, 0x16                                                */
    0 v9 }4 q  ?4 W8 h
15.   __IO uint16_t GTPR;       /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */
    4 w/ p# ^8 T, m: |4 i
16.   uint16_t      RESERVED6;  /*!< Reserved, 0x1A                                                */
    , Y. M: w4 k4 o- u. P* k( u/ d  J' ]+ l1 H
17. } USART_TypeDef;

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" U6 y$ `9 |7 K$ ]6 Z

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       
8 h" t2 p8 m# f' J8 x# [( `

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
   * h6 F0 j, S8 z; M( K
2.         USART_SendData(pUSARTx,ch);
   / I+ d/ G  b& s& z$ w
3.         //
     O/ W  _1 i& l, M3 a! K
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。
   ' m( a: v- m/ ?
5.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET)

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字符串发送

1. /***************** 发送字符串 **********************/
   / z" E# r8 `0 P: [, W* s# z
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)
   $ x& a6 I2 P+ h/ _9 J' Y9 k& h+ O
5. {
   
6.         unsigned int k=0;
     J2 U* x) p6 x" p$ [6 x
7.         //
   2 A5 x9 l1 U3 \: C& Z. H% p
8.         do {
   " `  Q; V4 d+ k
9.                 uart_send_byte( pUSARTx, *(str + k) );
     h: a7 _5 e, l& p/ v4 O# I
10.                 k++;
    
11.         } while (*(str + k)!='\0');
    5 P+ y5 z2 ]! [, ~# q
12.         //
    ' X1 C( F, q- N6 X( ~- p
13.         /* 等待发送完成 */
    
14.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET) ;
    4 ?5 g; A5 k* W! t+ W
15. }
    
16. //
    5 \7 |; ?8 c: H  N
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;       
   
2.         if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE)!=RESET){
   
3.                         ucTemp = USART_ReceiveData( UART5 );
   7 @* o: J- b0 c: w8 ]5 t
4.                         // USART_SendData(UART5,ucTemp);
   
5.                 }
   
6.         // USART_ReceiveData()函数是将DR寄存器读取并返回
   1 c% Z- Z% R& j+ i/ O4 U, E2 ]" Y
7.         // USART_IT_RXNE不为0表示数据寄存器中有数据，需要将其读出。
   ) y* }" \* W6 h$ O: b) f+ W
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.
   
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。
   % e+ a$ ~  m- F, x8 S" x

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+ |% e* Y  z# P( l. [$ n& i0 Z! g9 L; |
' W7 }2 w, @& f1 ~2 P* [/ k; [" P