代码收藏家 STM32F103单片机USART/UART异步通信配置详解
所用的开发板是正点原子的开发板，以下是学习笔记。
CH340USB转串口原理图
步骤：
一：配置串口工作参数
UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART句柄
//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)
{
//UART 初始化设置
UART1_Handler.Instance=USART1; //USART1
UART1_Handler.Init.BaudRate=bound; //波特率
UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B; //字长为8位数据格式
UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1; //一个停止位
UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE; //无奇偶校验位
UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE; //无硬件流控
UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX; //收发模式
HAL_UART_Init(&UART1_Handler); //HAL_UART_Init()会使能UART1
HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);//该函数会开启接收中断：标志位UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以及接收缓冲接收最大数据量
}二:串口底层初始化
主要是对三个时钟（GPIOA、USART1、AFIO）和USART1中断的使能，以及对串口通信的两个收发引脚PA9和PA10进行配置。
//UART底层初始化，时钟使能，引脚配置，中断配置
//此函数会被HAL_UART_Init()调用
//huart:串口句柄
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1，进行串口1 MSP初始化
{
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能GPIOA时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); //使能USART1时钟
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9; //PA9
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//高速
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA9
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; //PA10
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_INPUT; //模式要设置为复用输入模式！
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA10
#if EN_USART1_RX
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); //使能USART1中断通道
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3); //抢占优先级3，子优先级3
#endif
}
}三：开启串口异步通信中断
此函数可以放在第一步的uart_init（）函数中，作为初始化函数使用。
u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);//该函数会开启接收中断：标志位UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以及接收缓冲接收最大数据量四：设置优先级，使能中断
函数放在第二步的底层初始化函数HAL_UART_MspInit（）中
使能时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能GPIOA时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); //使能USART1时钟
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE(); //使能AFIO时钟使能中断和设置优先级
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); //使能USART1中断通道
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3); //抢占优先级3，子优先级3五：编写中断服务函数
//串口1中断服务程序
void USART1_IRQHandler(void)
{
u32 timeout=0;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
OSIntEnter();
#endif
HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler); //调用HAL库中断处理公用函数
timeout=0;
while (HAL_UART_GetState(&UART1_Handler) != HAL_UART_STATE_READY)//等待就绪
{
timeout++;超时处理
if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
}
timeout=0;
while(HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK)//一次处理完成之后，重新开启中断并设置RxXferCount为1
{
timeout++; //超时处理
if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
}
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
OSIntExit();
#endif
} 接收完成的回调函数：
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1
{
if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
{
if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
{
if(aRxBuffer[0]!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
}
else //还没收到0X0D
{
if(aRxBuffer[0]==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=aRxBuffer[0] ;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
}
}
}下面是完整的main.c和usart.c模块
main.c
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
/***注意：本工程和教程中的新建工程3.3小节对应***/
int main(void)
{
//u16 t;
u16 len;
u16 times = 0;
delay_init(72); //延时函数初始化
HAL_Init(); //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口
while (1)
{
if(USART_RX_STA&0x8000)//接收未完成的状态
{
len = USART_RX_STA&0x3fff;//接收的数据长度
printf ("\r\n发送的是:\r\n");
HAL_UART_Transmit(&UART1_Handler, (uint8_t *)USART_RX_BUF, len, 1000); //发送接收到的数据
while (__HAL_UART_GET_FLAG(&UART1_Handler, UART_FLAG_TC) != SET); //等待发送结束
printf("\r\n\r\n");
USART_RX_STA=0;
}
else
{
times++;
if(times%5000==0)
{
printf("\r\n串口实验训练");
printf("正点原子开发板");
}
if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束\n");
if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.
delay_ms(10);
}
}
}usart.c
#include "sys.h"
#include "usart.h"
//
//如果使用ucos,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h" //ucos 使用
#endif
//
//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
USART1->DR = (u8) ch;
return ch;
}
#endif
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15， 接收完成标志
//bit14， 接收到0x0d
//bit13~0， 接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0; //接收状态标记
u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART句柄
//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)
{
//UART 初始化设置
UART1_Handler.Instance=USART1; //USART1
UART1_Handler.Init.BaudRate=bound; //波特率
UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B; //字长为8位数据格式
UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1; //一个停止位
UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE; //无奇偶校验位
UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE; //无硬件流控
UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX; //收发模式
HAL_UART_Init(&UART1_Handler); //HAL_UART_Init()会使能UART1
HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);//该函数会开启接收中断：标志位UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以及接收缓冲接收最大数据量
}
//UART底层初始化，时钟使能，引脚配置，中断配置
//此函数会被HAL_UART_Init()调用
//huart:串口句柄
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1，进行串口1 MSP初始化
{
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能GPIOA时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); //使能USART1时钟
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9; //PA9
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//高速
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA9
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; //PA10
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_INPUT; //模式要设置为复用输入模式！
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA10
#if EN_USART1_RX
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); //使能USART1中断通道
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3); //抢占优先级3，子优先级3
#endif
}
}
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1
{
if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
{
if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
{
if(aRxBuffer[0]!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
}
else //还没收到0X0D
{
if(aRxBuffer[0]==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=aRxBuffer[0] ;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
}
}
}
//串口1中断服务程序
void USART1_IRQHandler(void)
{
u32 timeout=0;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
OSIntEnter();
#endif
HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler); //调用HAL库中断处理公用函数
timeout=0;
while (HAL_UART_GetState(&UART1_Handler) != HAL_UART_STATE_READY)//等待就绪
{
timeout++;超时处理
if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
}
timeout=0;
while(HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK)//一次处理完成之后，重新开启中断并设置RxXferCount为1
{
timeout++; //超时处理
if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
}
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
OSIntExit();
#endif
}
#endif
/*下面代码我们直接把中断控制逻辑写在中断服务函数内部。*/
//串口1中断服务程序
//void USART1_IRQHandler(void)
//{
// u8 Res;
// HAL_StatusTypeDef err;
//#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
// OSIntEnter();
//#endif
// if((__HAL_UART_GET_FLAG(&UART1_Handler,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
// {
// Res=USART1->DR;
// if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
// {
// if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
// {
// if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
// else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
// }
// else //还没收到0X0D
// {
// if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
// else
// {
// USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
// USART_RX_STA++;
// if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
// }
// }
// }
// }
// HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);
//#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用OS
// OSIntExit();
//#endif
//}
//#endif
作者：铁河系人
