STM32串口收发单字节数据原理及程序实现

只看该作者 · 2024-3-31 13:26

线路连接：
显示屏的SCA接在B11，SCL接在B10，串口的RX连接A9，TX连接A10。

程序编写：
在上一个博客中实现了串口的发送代码，这里实现串口的接收代码，在上一个代码的基础上增加程序功能。

Seiral.c初始化函数:
初始化A9引脚，设置为复用推挽输出，也就是让内部硬件控制引脚
初始化A10引脚，设置为浮空输入或上拉输入，这里使用上拉输入，具有较好的抗干扰能力
不使用硬件流控制，也就是不使用RTS，CTS等
串口模式为TX|RX（Transform）|（Receive）表示发送和接收
无校验位，可选择奇校验，偶校验等
1位停止位，可选择0.5 1 1.5 2这几个
8字长，不需要校验选8位，需要选9位
开启RXNE（RX No Empty）到NVIC的输出，也就是开启中断
配置中断
初始化程序：

void Serial_Init() {
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//浮空输入或者上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制(不使用，CTS，CTS&RTS)
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式可以使用（或）|符号实现Tx和Rx同时设置
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位,无需校验
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位，选择1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
//串口接收部分可以采用查询或者中断的方式，如果采用中断就需要在这里配置NVIC

//开启中断

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启RXNE到NVIC的输出

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:27

两种实现方式：
不使用中断，直接在主函数实现：
while(1){
if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
RxData = USART_ReceiveData(USART1);//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);//后面不需要清除标志位
}
}
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:27

这个代码就是不使用中断直接进行数据接收操作，如程序所示，在主函数while循环中，不断地查询RXNE标志位是否置1，如果置1，则说明数据从读数据移位寄存器（RDR）中被转移到了DR寄存器中，表示收到数据，这时候，读取DR寄存器，也就是if成立后下面的代码，当读取DR寄存器时，RXNE会自动置0，也不需要手动清除标志位。这样就实现了读取一个字节的数据。

只看该作者 · 2024-3-31 13:27

使用中断：
在初始化中，已经将NVIC初始化，这里编写中断函数
void USART1_IRQHandler() {
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
//如果读取DR就自动清除标志位，如果没有就需要手动清除
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
Serial_RxFlag = 1;
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:27

这里两个变量Serial_RxData; Serial_RxFlag为事先定义好的全局变量，表示收到的数据和标志位。

这里如果没有读取RxData数据就需要手动清除标志位，也就是USART_ClearITPendingBit();这行代码，为了保险起见，建议加上这行代码

这里再对这两个变量进行封装，也可以使用extern声明出去，让别的文件也可以操作这两个变量，这里使用函数封装，如下面代码所示，这里RxFlag也实现了自动清除功能。
uint8_t Serial_GetRxFlag() {
if(Serial_RxFlag == 1){
Serial_RxFlag = 0;
return 1;
}
return 0;
}
uint8_t SerialGetRxData() {
return Serial_RxData;
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:27

主函数实现：

int main() {
OLED_Init();
Serial_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");

while(1){
if(Serial_GetRxFlag() == 1) {
RxData = SerialGetRxData();//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
Serial_SendByte(RxData);
OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);//后面不需要清除标志位
}
}
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:28

函数代码：
Serial.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init() {
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//浮空输入或者上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制(不使用，CTS，CTS&RTS)
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//串口模式可以使用（或）|符号实现Tx和Rx同时设置
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位,无需校验
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位，选择1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
//串口接收部分可以采用查询或者中断的方式，如果采用中断就需要在这里配置NVIC

//开启中断

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启RXNE到NVIC的输出

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte) {
USART_SendData(USART1, Byte);//发送数据
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET) {//等待发送寄存器空，
//TXE就是发送寄存器空的标志位，不需要手动清零，下一次发送数据时候会自动清零
}
}
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length){
uint16_t i;
for(int i = 0; i < Length; i++) {
Serial_SendByte(Array[i]);
}

}
void Serial_SendString(char *Str) {//字符串自带结束标志位
uint8_t i;
for(int i = 0; Str[i] != '\0'; i++) {
Serial_SendByte(Str[i]);
}

}
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t y) {
uint32_t Result = 1;
while(y--) {
Result *= X;
}
return Result;
}
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length) {
uint8_t i;
for(int i = 0; i < Length; i++){
Serial_SendByte((Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1)) % 10 + '0');
}

}
int fputc(int ch, FILE* f){
Serial_SendByte(ch);//重定向到串口，使得Printf打印到串口
return ch;

}
//使用sprintf让其他的串口也能使用，sprintf可以把格式化字符输出到一个字符串里
void Serial_Printf(char* format,...){//三个点用来接收后面可变参数列表
char String[100];
va_list arg;
va_start(arg, format);//从format位置开始接收参数表，放在arg里面
vsprintf(String, format, arg);
va_end(arg);
Serial_SendString(String);
}
uint8_t Serial_GetRxFlag() {
if(Serial_RxFlag == 1){
Serial_RxFlag = 0;
return 1;
}
return 0;
}
uint8_t SerialGetRxData() {
return Serial_RxData;
}
void USART1_IRQHandler() {
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
//如果读取DR就自动清除标志位，如果没有就需要手动清除
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
Serial_RxFlag = 1;
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:28

Serial.h
#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H
#include <stdio.h>

void Serial_Init();
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
void Serial_Printf(char* format,...);
uint8_t Serial_GetRxFlag();
uint8_t SerialGetRxData();

#endif

只看该作者 · 2024-3-31 13:28

main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "DELAY.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
uint8_t RxData;
int main() {
OLED_Init();
Serial_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");

while(1){
//查询：在主函数里一直查看RXNE标志位，如果置1则说明收到数据，再调用读取DR寄存器代码就获得了数据
/*
if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
RxData = USART_ReceiveData(USART1);//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);//后面不需要清除标志位
}
*/
if(Serial_GetRxFlag() == 1) {
RxData = SerialGetRxData();//根据手册这里读DR可以自动清除标志位
Serial_SendByte(RxData);
OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);//后面不需要清除标志位
}
}
}

只看该作者 · 2024-3-31 13:28

程序现象：

只看该作者 · 2024-3-31 22:58

其实串口直接HAL库就能快速搞定，简单实用

只看该作者 · 2024-4-4 11:50

STM32的串口（UART）是一种常用的异步串行通信接口，可以用于单字节或多字节数据的收发。下面将详细介绍STM32串口收发单字节数据的原理及程序实现。

只看该作者 · 2024-4-4 14:38

初始化了一个UART_HandleTypeDef结构体，用于存储串口的配置信息。然后，我们使用USART2_Init函数配置了USART2模块的波特率、数据位、停止位、奇偶校验等参数。

只看该作者 · 2024-4-4 16:50

当一个起始位被检测到时，USART开始同步接收数据。
数据位按配置的位长（通常是8位）被接收。
可能的奇偶校验位也被接收。
最后是停止位。
接收到的数据被存储在接收缓冲器中，等待CPU读取。

1万 · 2024-4-4 20:41

时钟配置：通过RCC（Reset and Clock Control）使能UART模块和相应GPIO端口的时钟。
GPIO配置：配置串口的TX（发送）和RX（接收）引脚为复用功能模式。
UART配置：设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。

只看该作者 · 2024-4-6 11:28

当USART接收到一帧数据时，它会将其存储在接收缓冲器中，而当发送数据时，数据从发送缓冲器传输到USART的发送线路上。

只看该作者 · 2024-4-6 14:58

要发送单字节数据，可以使用UART的发送数据寄存器（通常称为USART_DR）。将数据直接写入此寄存器即可。当数据被写入后，UART会自动将其转换为串行数据并通过TX引脚发送出去。发送过程完成后，UART会自动清空发送寄存器。

只看该作者 · 2024-4-7 20:03

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

void USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

// 开启USART1和GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

// 配置USART1的TX引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

// 配置USART1的RX引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

// 配置USART1的波特率、数据位、停止位等参数
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
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_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

// 使能USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void USART_SendByte(uint8_t data)
{
// 等待发送数据寄存器为空
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

// 将数据写入发送数据寄存器
USART_SendData(USART1, data);
}

uint8_t USART_ReceiveByte(void)
{
// 等待接收数据寄存器非空
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

// 从接收数据寄存器读取数据
return USART_ReceiveData(USART1);
}

int main(void)
{
uint8_t received_data;

USART_Config();

while (1)
{
      // 发送一个字节的数据
      USART_SendByte('A');

      // 接收一个字节的数据
      received_data = USART_ReceiveByte();
}
}

只看该作者 · 2024-4-10 11:09

STM32串口收发单字节数据的原理是通过串行通信协议，将数据逐位（bit）进行传输。在STM32中，串口通常使用USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter，通用同步异步接收器发射器）模块实现。

1万 · 2024-4-11 23:49

通过DMA（Direct Memory Access）可以无需CPU介入直接进行数据传输。

STM32串口收发单字节数据原理及程序实现

技术新星奖章

沉静之湖泊

突出贡献奖章

常驻人口