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
• 
  # g$ y, O" t4 B' N4 B5 S

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;
   , O8 J' a9 {2 ~4 j
2.         //
   ' [1 Q' V6 e' I1 L, G6 J# n4 A
3.         // 使能对应的GPIO口时钟
   7 B9 q+ C2 P7 z1 M
4.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
   3 k* R  I3 d- H" p* p. I
5.         //
   
6.         // UART5 TX:PC12  RX:PD2
   + X+ P' o4 w0 X2 }* X) p2 {
7.         //
   
8.         GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_UART5);
   5 s$ w2 e) d8 d* ~
9.         GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_UART5);
   
10.         //
    ! B$ l; _3 \- F. W) X
11.         // PC12       
    0 U9 w6 C( A4 {! D
12.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    
13.         gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    ( C0 o: R5 p$ w
14.         gpioInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    
15.         gpioInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    
16.         gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;       
    
17.         GPIO_Init(GPIOC, &gpioInitStructure);       
    7 m7 U2 s/ J8 W; [! L
18.         // PD2
    
19.         gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    , F1 M, t/ `3 S6 ?# l( I1 g
20.         GPIO_Init(GPIOD, &gpioInitStructure);

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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
   " y$ E4 J4 k3 L% p7 g6 {
2. {
   
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      */
   
5.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
   
6.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
   ; i* G1 ~1 j# I* j! y9 G
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      */
   2 R) g" M( i' K* B' ?& n5 f
10.   __IO uint16_t BSRRH;    /*!< GPIO port bit set/reset high register, Address offset: 0x1A      */
    
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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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。

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;
   $ D+ h8 ?3 V/ k" ~
2.         USART_InitTypeDef uartInitStructure;
     Z6 n! [9 R; n+ r/ q; J' M  |9 N
3.         //使能uart5时钟
   3 l; {( ]* n8 e
4.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5 , ENABLE);
   
5.         //
   5 f# w3 E6 e8 A; @. e% W. i
6.         // 配置UART5
   / i8 ?, W& D; P. t4 C
7.         uartInitStructure.USART_BaudRate = 9600;
   ; S9 s9 q5 |/ i. `
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;
    
12.         uartInitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    8 R' y0 s: T. ?! z
13.         USART_Init(UART5, &uartInitStructure);
    
14.         //
    3 e& k% V( I1 h1 z" ]) `
15.         // 配置外设接受中断
    0 c" D) o% M- b$ @5 E0 w( {1 _
16.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannel = UART5_IRQn;       
    
17.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    
18.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    0 i3 h3 r, U' [3 U- R$ J
19.         nvicInitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    & T& h1 s1 m7 `8 F0 T  J" P0 c- U
20.         NVIC_Init(&nvicInitStructure);
    1 f: y6 z3 y( ?' O" c. S6 Q$ {  T
21.         //
    
22.         USART_Cmd(UART5, ENABLE);

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- w1 [. y; Z' A" e4 H) N9 ^3 z

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
   & J: m$ O6 f0 m) ~
2. {
   7 |; g+ s: e( G0 o
3.   __IO uint16_t SR;         /*!< USART Status register,                   Address offset: 0x00 */
   * p4 g& u6 \* Z: e, |5 Y2 B) G
4.   uint16_t      RESERVED0;  /*!< Reserved, 0x02                                                */
   
5.   __IO uint16_t DR;         /*!< USART Data register,                     Address offset: 0x04 */
   
6.   uint16_t      RESERVED1;  /*!< Reserved, 0x06                                                */
   / k6 E. E- V1 s  m. d" S
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 */
   
10.   uint16_t      RESERVED3;  /*!< Reserved, 0x0E                                                */
    
11.   __IO uint16_t CR2;        /*!< USART Control register 2,                Address offset: 0x10 */
    2 ]4 M# y8 O8 p  \% J
12.   uint16_t      RESERVED4;  /*!< Reserved, 0x12                                                */
    2 y! W4 J. Y7 Y4 o) v, v
13.   __IO uint16_t CR3;        /*!< USART Control register 3,                Address offset: 0x14 */
    
14.   uint16_t      RESERVED5;  /*!< Reserved, 0x16                                                */
    
15.   __IO uint16_t GTPR;       /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */
    * H0 k5 ?; z' x% c' S# v8 O
16.   uint16_t      RESERVED6;  /*!< Reserved, 0x1A                                                */
    & I$ j2 _# b  h, V
17. } USART_TypeDef;

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8 u# o$ h, m# C, G

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。
  4 W$ ]% p! s9 y: f

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
   $ U0 p! m, ^$ H& U
2.         USART_SendData(pUSARTx,ch);
   
3.         //
   / D( H$ D* u2 p% b4 l
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。
   
5.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET)

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3 M6 L, l* |, X" Y. O, |字符串发送

1. /***************** 发送字符串 **********************/
   
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。
   4 j' v& h# A) A
3. //
   & d4 ?" [" P3 N! @
4. void uart_send_str( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
   6 }. U4 B$ q/ H2 Q. @# b7 ~: b
5. {
   
6.         unsigned int k=0;
   9 o# ^/ e: _$ n& w7 _- D/ H
7.         //
   * u/ `. W1 v2 _0 z! a
8.         do {
   3 v5 O6 B7 I8 v3 @1 q+ B+ B
9.                 uart_send_byte( pUSARTx, *(str + k) );
   ; R4 R- n' V/ g  _
10.                 k++;
    4 e: X& I! h* p5 e9 b# ?: B, ^2 `. p
11.         } while (*(str + k)!='\0');
    
12.         //
    
13.         /* 等待发送完成 */
    / z- x$ I7 [% `: E1 n8 x, |
14.         while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET) ;
    1 F  [$ O* v, D% M; V9 c
15. }
    ( _" K" ^& F3 Q. z
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
0 Y! C/ l7 o- K' V9 q; c* i

1. uint8_t ucTemp;       
   
2.         if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE)!=RESET){
   3 d! r2 s) I# R& B! `
3.                         ucTemp = USART_ReceiveData( UART5 );
   
4.                         // USART_SendData(UART5,ucTemp);
   # a- u, y% h! C( Z% W7 l3 X
5.                 }
   
6.         // USART_ReceiveData()函数是将DR寄存器读取并返回
   
7.         // USART_IT_RXNE不为0表示数据寄存器中有数据，需要将其读出。
   
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.
   7 a1 R2 y- j6 ]
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。
   ! A0 ^$ E+ }4 ^* `0 T5 d' Y

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$ q" n7 S# N/ o8 i5 i# [, }& Z