STM32系统学习——USART（串口通信）

2)嵌套向量中断控制器NVIC配置

static void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 嵌套向量中断控制器组选择 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

/* 配置 USART 为中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;
/* 抢断优先级为 1 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
/* 子优先级为 1 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
/* 使能中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
/* 初始化配置 NVIC */
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

3）USART初始化配置

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void USART_Config(void)

 {

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

 

 // 打开串口 GPIO 的时钟

 DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);

 

 // 打开串口外设的时钟

 DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);

 

 // 将 USART Tx 的 GPIO 配置为推挽复用模式

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

 GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 

 // 将 USART Rx 的 GPIO 配置为浮空输入模式

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

 GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 

 // 配置串口的工作参数

 // 配置波特率

 USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;

 // 配置 针数据字长

 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

 // 配置停止位

 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

 // 配置校验位

 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

 // 配置硬件流控制

 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =

 USART_HardwareFlowControl_None;

 // 配置工作模式，收发一起

 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

 // 完成串口的初始化配置

 USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);

 

 // 串口中断优先级配置

 NVIC_Configuration();

 

 // 使能串口接收中断

 USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);

 

 // 使能串口

 USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);

 }

调用RCC_APB2PeriphClockCmd函数开启GPIO端口时钟，使用GPIO之前必须开启对应的时钟。RCC_APB2PeriphClockCmd函数开启USART时钟。
使用GPIO之前需要初始化配置它，并且还要添加特殊设置，因为我们使用它作为外设引脚，一般都有特殊功能，模式设置为复用功能，把串口的Tx引脚配置为复用推挽输出，Rx引脚为浮空输入，数据完全由外部输入决定。
配置USAT1通信参数为：波特率115200，字长8,1个停止位，没有校验位，不使用硬件流控制，收发一体工作模式，然后调用USART初始化函数完成配置。
USART接收中断，需要配置NVIC，这里调用NVIC_Configuration函数完成配置，然后调用USART_ITConfig函数使能USART接收中断。
最后 调用USART_Cmd函数使能USART，最终配置的是USART_CR1的UE位，具体作用是开启USART工作时钟，没有时钟那USART这个外设就工作不了。

4）字符发送

/***************** 发送一个字符 **********************/
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
/* 发送一个字节数据到 USART */
USART_SendData(pUSARTx,ch);

/* 等待发送数据寄存器为空 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

/***************** 发送字符串 **********************/
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
{
unsigned int k=0;
do {
Usart_SendByte( pUSARTx, *(str + k) );
k++;
} while (*(str + k)!='\0');

/* 等待发送完成 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET) {
}

Usart_SendByte用来指定USART发送一个ASCLL码字符，它有2个形参：第一个USART第二个待发送的字符，它通过调用库函数USART_SendData来实现等待，并且增加了等待发送完成功能，它接收两个参数：一个是USART，一个是事件标志。这里循环检测发送数据寄存器这个标志，当跳出while循环时，说明发送数据寄存器为空。
Usart_SendString函数用来发送一个字符串，实际调用Usar_SendByte函数发送每个字符，直到遇到空字符才停止发送。最后使用循环检测发送完成的事件标志TC，保证数据完成后才退出函数。

5）USART中断服务函数

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void DEBUG_USART_IRQHandler(void)

 {

 uint8_t ucTemp;

 if (USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET) 

 {

 ucTemp = USART_ReceiveData( DEBUG_USARTx );

 USART_SendData(USARTx,ucTemp);

 }

 

 }

USART_Config()函数完成USART初始化配置，包括GPIO USART配置，接收中断使能等。
接下来调用字符发送函数把数据发给串口调试助手。
最后什么也不做，等待接收中断产生，并在中断服务函数中回传数据。

七、USART1指令控制RGB彩灯实验
1、思路要点
1）初始化配置RGB彩色灯GPIO
2）使能RX和TX引脚GPIO时钟和USART时钟
3）初始化GPIO，并将GPIO复用到USART上
4）配置USART参数
5）使能USART
6）获取指令输入，根据控制RGB彩色灯

2、代码分析
1）GPIO和USART宏定义

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1 #define DEBUG_USARTx USART1

2 #define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1

3 #define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd

4 #define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200

5 

6 // USART GPIO 引脚宏定义

7 #define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)

8 #define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd

9 

10 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA

11 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9

12 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA

13 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10

14 

15 #define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn

16 #define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler

2）USART初始化配置

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1 void USART_Config(void)

2 {

3 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

4 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

5 

6 // 打开串口 GPIO 的时钟

7 DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);

8 

9 // 打开串口外设的时钟

10 DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);

11 

12 // 将 USART Tx 的 GPIO 配置为推挽复用模式

13 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;

14 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

15 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

16 GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

17 

18 // 将 USART Rx 的 GPIO 配置为浮空输入模式

19 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;

20 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

21 GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

22 

23 // 配置串口的工作参数

24 // 配置波特率

25 USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;

26 // 配置 针数据字长

27 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

28 // 配置停止位

29 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

30 // 配置校验位

31 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

32 // 配置硬件流控制

33 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =

34 USART_HardwareFlowControl_None;

35 // 配置工作模式，收发一起

36 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

37 // 完成串口的初始化配置

38 USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);

39 

40 // 使能串口

41 USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);

42 }

3）重定向printf和scanf函数

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1 ///重定向 c 库函数 printf 到串口，重定向后可使用 printf 函数

2 int fputc(int ch, FILE *f)

3 {

4 /* 发送一个字节数据到串口 */

5 USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);

6 

7 /* 等待发送完毕 */

8 while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

9 

10 return (ch);

11 }

12 

13 ///重定向 c 库函数 scanf 到串口，重写向后可使用 scanf、getchar 等函数

14 int fgetc(FILE *f)

15 {

16 /* 等待串口输入数据 */

17 while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

18 

19 return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);

20 }

fputc函数是printf函数内部的一个函数，功能是将字符ch写入文件指针f所指向文件的当前写指针位置，我们使用USART函数重新修改fputc函数内容，达到类似写入的功能。
fgetc实现字符读取功能。
还有一点需要注意的，使用 fput和 fgetc函数达到重定向 C语言标准库输入输出函数必须在 MDK的工程选项把“Use MicroLIB”勾选上，MicoroLIB 是缺省 C库的备选库，它对标准 C库进行了高度优化使代码更少，占用更少资源。
为使用 printf、scanf 函数需要在文件中包含 stdio.h头文件。\

4）输出提示信息

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1 static void Show_Message(void)

2 {

3 printf("\r\n 这是一个通过串口通信指令控制 RGB 彩灯实验 \n");

4 printf("使用 USART 参数为：%d 8-N-1 \n",USART_BAUDRATE);

5 printf("开发板接到指令后控制 RGB 彩灯颜色，指令对应如下：\n");

6 printf(" 指令 ------ 彩灯颜色 \n");

7 printf(" 1 ------ 红 \n");

8 printf(" 2 ------ 绿 \n");

9 printf(" 3 ------ 蓝 \n");

10 printf(" 4 ------ 黄 \n");

11 printf(" 5 ------ 紫 \n");

12 printf(" 6 ------ 青 \n");

13 printf(" 7 ------ 白 \n");

14 printf(" 8 ------ 灭 \n");

15 }

5）main函数

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1 int main(void)

2 {

3 char ch;

4 

5 /* 初始化 RGB 彩灯 */

6 LED_GPIO_Config();

7 

8 /* 初始化 USART 配置模式为 115200 8-N-1 */

9 USART_Config();

10 

11 /* 打印指令输入提示信息 */

12 Show_Message();

13 while (1)

14 {

15 /* 获取字符指令 */

16 ch=getchar();

17 printf("接收到字符：%c\n",ch);

18 

19 /* 根据字符指令控制 RGB 彩灯颜色 */

20 switch (ch)

21 {

22 case '1':

23 LED_RED;

24 break;

25 case '2':

26 LED_GREEN;

27 break;

28 case '3':

29 LED_BLUE;

30 break;

31 case '4':

32 LED_YELLOW;

33 break;

34 case '5':

35 LED_PURPLE;

36 break;

37 case '6':

38 LED_CYAN;

39 break;

40 case '7':

41 LED_WHITE;

42 break;

43 case '8':

44 LED_RGBOFF;

45 break;

46 default:

47 /* 如果不是指定指令字符，打印提示信息 */

48 Show_Message();

49 break;

50 }

51 }

52 }

首先我们定义一个字符变量来存放接收到的字符。
接下来调用 LED_GPIO_Config 函数完成 RGB 彩色 GPIO 初始化配置，该函数定义在bsp_led.c 文件内。
调用 USART_Config 函完成 USART初始化配置。
Show_Message函数使用 printf 函数打印实验指令说明信息。
getchar函数用于等待获取一个字符，并返回字符。我们使用 ch变量保持返回的字符，接下来判断 ch内容执行对应的程序。
我们使用 switch语句判断 ch 变量内容，并执行对应的功能程序。

作为功率开关管和整流器的散热部分

在主要开关电源拓扑中主要的电流环路

每条大电流的地线要短而宽

每个环路要与其他环路分开

布置PCB的时候，电源地的安排要十分小心

从邻近的引线上引入RF(射频)信号

这些电流环路的布线