串口通信原理和控制程序
以USART1為例的串口初始化
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201809/391492.htm本程序調(diào)用了STM32自帶的固件庫(kù),工程中具體的文件見下圖:
一.GPIO及USART1初始化結(jié)構(gòu)體變量定義
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;12
二.串口時(shí)鐘及GPIO端口時(shí)鐘使能
USART1是掛在APB2總線上的外設(shè)。
TX,RX分別是PA9,PA10端口的復(fù)用。
要使用到端口復(fù)用,就要使能端口的時(shí)鐘,并使能相應(yīng)外設(shè)的時(shí)鐘。這里可使用|同時(shí)使能這兩個(gè)時(shí)鐘。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA"RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);1
三.TX,RX配置
GPIO端口模式的配置包括
確定需要配置的引腳
確定端口速度
確定端口工作模式
初始化該引腳
//USART1Tx(PA.09)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//復(fù)用推挽輸出GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//USART1Rx(PA.10)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);12345678910
四.串口參數(shù)初始化
以下為默認(rèn)的參數(shù):
USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;//波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//USART1使能12345678
至此,串口相關(guān)的配置已全部完成,接下來可以寫串口程序了。
五.串口程序
這里以STM32與PC通信為例。
例1.PC向STM32發(fā)送一個(gè)字符,STM32再將該字符發(fā)回去。
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=SET);//等待PC的消息order=USART_ReceiveData(USART1);//讀取收到的消息USART_SendData(USART1,order);//發(fā)送消息while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完1234
關(guān)于兩次等待的說明:
RXNE和TC都是寄存器USART_SR中的位。當(dāng)寄存器收到消息后,RXNE會(huì)置1,此時(shí)讀取消息可令其清零。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后,TC會(huì)置1,此時(shí)讀取狀態(tài)可令其清零。
例2.STM32向PC發(fā)一個(gè)字符串
字符串內(nèi)容如下:
#defineSENDBUF_LEN23unsignedcharorder[SENDBUF_LEN]="01061111/11052121";123
發(fā)送程序如下:
for(i=0;iSR;//防止首字符丟失USART_SendData(USART1,order[i]);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}123456
關(guān)于USART1->SR作用的解釋:
STM32在復(fù)位時(shí)TC位被置1,因此while語句中的內(nèi)容直接成立,while語句直接跳出,第一個(gè)字符還沒發(fā)送完,寄存器就發(fā)送了第二個(gè)字符,導(dǎo)致第一個(gè)字符被掩蓋。解決方法是在發(fā)送前先將TC為清零,方法是讀USART->SR。由此可知,在發(fā)字符串時(shí),一定要先讀一次USART->SR,而例1中發(fā)一個(gè)字符時(shí)就不必要了,因?yàn)椴粫?huì)有第二個(gè)字符來覆蓋第一個(gè)字符。
調(diào)試中遇到的問題
無論P(yáng)C發(fā)什么,STM32都沒有回應(yīng)。調(diào)試過程:我把初始化的程序與網(wǎng)上眾多程序員寫的初始化程序做了比較,沒有發(fā)現(xiàn)不一樣的地方。接著我就懷疑USART_SendData(USART1,order)這句代碼中的order的數(shù)據(jù)類型有問題。這個(gè)函數(shù)的定義如下:
voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));assert_param(IS_USART_DATA(Data));/*TransmitData*/USARTx->DR=(Data&(uint16_t)0x01FF);}123456789
可知Data的數(shù)據(jù)類型是uint16_t,我就試著把order的數(shù)據(jù)類型分別改成了char,uint8_t,uint16_t,但問題仍無法解決(實(shí)際上,這個(gè)數(shù)據(jù)類型是沒有任何影響的)。
值得一提的是,之前我們?cè)O(shè)置USART1的參數(shù)時(shí),一次發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)置的是8位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;,那么為什么這里寫的卻是16位的無符號(hào)整型呢?看這句話USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);,可知理論上發(fā)送的內(nèi)容應(yīng)該是Data的低9位。然而,由于之前設(shè)置了數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位,故實(shí)際發(fā)送的內(nèi)容只有低8位。那么為什么Data會(huì)&0x01ff呢?其實(shí)這多余的一位是用于奇偶校驗(yàn)的,當(dāng)需要配置奇偶校驗(yàn)時(shí),需要將數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)置為9位即USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;,記住,STM32的數(shù)據(jù)位是包括奇偶校驗(yàn)位的,而PC上調(diào)試助手上的數(shù)據(jù)位仍需設(shè)置為8位,這樣互發(fā)數(shù)據(jù)才不會(huì)出問題。
回到之前的問題上來——更改完發(fā)現(xiàn)仍解決不了問題后,我在程序中加了一個(gè)LED閃爍程序,即接收數(shù)據(jù)之前LED亮,發(fā)送完數(shù)據(jù)后LED滅,結(jié)果發(fā)現(xiàn)LED始終是亮的。后改成LED先滅后亮,發(fā)現(xiàn)LED始終是滅的。故猜想程序卡死在了這兩句程序之間,接著懷疑到函數(shù)delay_ms()上,接著發(fā)現(xiàn)這個(gè)由淘寶賣家提供的delay_ms()函數(shù)需要先初始化才能使用。(這個(gè)延時(shí)函數(shù)不是簡(jiǎn)單的for循環(huán)延時(shí),比較復(fù)雜和精準(zhǔn),初始化函數(shù)為delay_init();)由于沒有初始化,導(dǎo)致程序死在這條語句上。
2. STM32發(fā)回來的內(nèi)容與PC發(fā)送的內(nèi)容不一致。調(diào)試過程:用示波器觀測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)收發(fā)的數(shù)據(jù)都是正確的,但電平寬度不一致,由此得知兩者的波特率不一致,進(jìn)一步計(jì)算得知是STM32的串口波特率不對(duì)。后發(fā)現(xiàn)程序默認(rèn)的外部高速時(shí)鐘是8MHz,而我的板子上的晶振是11.0592MHz,故波特率計(jì)算錯(cuò)誤。解決方法是更改頭文件stm32f10x.h中的HSE_VAULE,見下圖
需要說明的是,博主更改這里后仍不能接受到正確消息,當(dāng)時(shí)我設(shè)置的波特率是1200,后來改成9600就正常了。博主沒有去深入了解寄存器,只能猜想STM32應(yīng)該不支持過低的波特率吧。
3.當(dāng)STM32向c51發(fā)送字符串時(shí),c51接收不到正確的數(shù)據(jù)。我用示波器看了下PC向c51發(fā)送的波形,又看了下STM32向c51發(fā)送的波形,發(fā)送數(shù)據(jù)所用時(shí)間差不多,所以波特率應(yīng)該是對(duì)的,波形由于太長(zhǎng),每個(gè)脈沖太窄,不好觀察,看起來也差不多。最后我讓STM32把之前發(fā)的數(shù)據(jù)發(fā)給PC,發(fā)現(xiàn)了問題——那就是之前提到的首字符丟失問題。
評(píng)論