144 stm32 USART串口的应用.docx

144 stm32 USART串口的应用.docx

《144 stm32 USART串口的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《144 stm32 USART串口的应用.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

144stm32USART串口的应用

一、串行通信的基本概念

（一）通信的基本概念

通信，最少要有两个对象，一个收，一个发。

通信方式分为同步通信和异步通信。

1．同步通信和异步通信

（1）同步通信

一般情况下同步通信指的是通信双方根据同步信号进行通信的方式（使用同一个时钟）。

比如通信双方有一个共同的时钟信号，大家根据时钟信号的变化进行通信，如：

SPI,I2C

（2）异步通信：

指数据传输速度匹配依赖于通信双方有自己独立的系统时钟，大家约定好通信的速度。

异步通信不需要同步信号，但是并不是说通信的过程不同布，如：

串口。

缺点：

因为使用的是不同的时钟，在传输数据时容易产生误差，当数据量大了之后误差就可能会很大。

优点：

不受时钟的限制

2．串行通信和并行通信的区别

串行通信：

指的是同一时刻只能收或发一个bit位信息。

因此只用1根信号线即可。

并行通信：

指的是同一时刻可以收或发多个bit位的信息，因此需要多根信号线才行

3．单工、半双工、全双工

单工：

要么收，要么发，只能做接收设备或者发送设备。

比如收音机

半双工：

可以收，可以发，但是不能同时收发，比如对讲机

全双工：

可以在同一时刻既接收，又发送。

手机

4．常见通信总结

SPI和IIC一般用于同一个设备上的两个芯片之间的通信，SPI和IIC的线实在板子上的那些个走线。

一般都是用于近距离通信。

UART用于两个设备之间的通信。

（二）USART介绍

通用同步异步收发器（USART）灵活地与外部设备进行全双工数据通信，满足外部设备对工业标准NRZ异步串行数据格式的要求。

USART通过小数波特率发生器提供了多种波特率。

它支持同步单向通信和半双工单线通信；还支持LIN（局域互联网络），智能卡协议与IrDA（红外数据协会）SIRENDEC规范，以及调制解调操作（CTS/RTS）。

而且，它还支持多处理器通信。

但依然是常用来当做串口，进行调试打印。

*UART是异步通信，USART是可以进行同步通信的

USART支持同步模式，因此USART需要同步始终信号USART_CK（如STM32单片机），通常情况同步信号很少使用，因此USART和一般单片机UART使用方式是一样的，都使用异步模式。

（三）串口的电路连接

两头都要接地。

开发板和PC相连需要转换器是因为电平不同。

（四）STM32f051串口

串口2是连接wifi芯片的

STM32F051内置多达两个通用同步/异步收发器（USART1和USART2），通信速度可达6Mbit/s

（五）串口的通信协议

0101000000

TXD串口输出0x05波形图、低位先发送：

一般串口通信能够传输5-8位，但是我们的32板子能够传输8-9位。

数据位的位数要事先设置好。

奇偶校验位：

数据位+奇偶校验位中的1的个数。

1：

数据位+奇偶校验位中1的个数为奇数。

0：

数据位+奇偶校验位中1的个数为偶数。

（六）波特率

在串行通信中，用“波特率”来描述数据的传输速率。

所谓波特率，既每秒传送的二进制位数，其单位为bps（bitspersecond）。

它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。

国际上规定一个标准的波特率系列：

110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、115200、14.4Kbps、19.2Kbps、……

例如：

115200bps、指每秒传送115200位。

通信双方必须设置同样的同学速率才能正常通信

注意：

实际的数据没这么多，还包括起始位，结束位，校验位

二、串口寄存器介绍

我们一般来说的配置方式为8N1,

8：

数据位有8位

N：

没有奇偶校验位

1:

1位停止位

（一）控制寄存器——USART_CR1

（二）控制寄存器——USART_CR2

（三）波特率寄存器——USART_BRR

需要用到响应的公式来配置，但是我们用cubemax来配置的话，就不需要知道这个公式，都是用图形化做出的。

（四）中断和状态寄存器——USART_ISR

（五）串口数据的接收与发送

当不用FIFO方式的时候，先把数据放到TDR寄存器中，然后一位一位的发送

1．数据接收寄存器——USART_RDR

2．数据发送寄存器——USART_TDR

三、Stm32实现串口数据的收发

（一）串口硬件原理图

注意：

如果无法识别串口，清装好ch340串口驱动

（二）CubeMX中串口的配置

波特率，数据位，校验位...

（三）串口发送一个字符

voidUart_Putchar（uint8_tch）

{

while（!

（USART1->ISR&（1<<7）））;//等待发送寄存器空

USART1->TDR=ch;//发送字符

}

voidUart_Putstring（uint8_t*str）

{

while（*str!

='\0'）

{

Uart_Putchar（*str）;

str++;

}

}

（四）串口接收一个字符

uint8_tUart_Getchar（void）

{

while（!

（USART1->ISR&（1<<5）））;//等待收到一个字符的数据

returnUSART1->RDR;//返回收到的字符

}

四、HTL串口库函数的使用及printf的实现

（一）HAL库中串口的收发函数

Stm32f0xx_hal_uart.c文件中

功能：

串口的发送函数

原型：

HAL_UART_Transmit（UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout）

参数：

huart：

串口号

Pdata：

发送的数据

Size：

发送的数据长度

Timeout：

超时，单位：

毫秒。

功能：

串口的接收函数

原型：

HAL_UART_Receive（UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout）

参数：

huart：

串口号

Pdata：

接受的数据，收数据的buf

Size：

接受的数据长度，buf长度

Timeout：

超时，单位：

毫秒。

*注意buf的清空，不然会一直在接受。

（二）Printf（）实现—串口重定向

printf函数调用的是c库中的fputc函数。

因此我们如果重新写了fputc函数，就可以改变printf函数的功能，可以向串口打印输出。

int fputc（int ch,FILE *f）

{

while（（USART1->ISR&（1<<7）） == 0）;

USART1->TDR=（uint8_t）ch;

return ch;

}

五、作业

●请描述串口通信协议

串口通信的协议顺序有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

起始位：

因TX/RX是拉高状态平时为高电平，因此需要给一个低电平作为起始位。

数据位：

传送数据内容位数，数据位的位数要事先设置好。

我们用cubemx设置。

Stm32中，一般有奇偶校验就是9，没有奇偶校验就是8.

奇偶校验位：

数据位+奇偶校验位中的1的个数。

1：

数据位+奇偶校验位中1的个数为奇数。

0：

数据位+奇偶校验位中1的个数为偶数。

停止位：

高电平1~2位表示数据传输完毕。

1