江协科技STM32学习- P27 实验-串口发送/串口接收

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引用：

STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili

Keil5 MDK版 下载与安装教程（STM32单片机编程软件）_mdk528-CSDN博客

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stem32江科大自学笔记-CSDN博客

术语：

英文缩写	描述
GPIO：General Purpose Input Onuput	通用输入输出
AFIO：Alternate Function Input Output	复用输入输出
AO：Analog Output	模拟输出
DO：Digital Output	数字输出
内部时钟源 CK_INT：Clock Internal	内部时钟源
外部时钟源 ETR：External Trigger	时钟源 External 触发
外部时钟源 ETR：External Trigger mode 1	外部时钟源 External 触发 时钟模式1
外部时钟源 ETR：External Trigger mode 2	外部时钟源 External 触发 时钟模式2
外部时钟源 ITRx：Internal Trigger inputs	外部时钟源，ITRx （Internal trigger inputs）内部触发输入
外部时钟源 TIx：exTernal Input pin	外部时钟源 TIx （external input pin）外部输入引脚
CCR：Capture/Comapre Register	捕获/比较寄存器
OC：Output Compare	输出比较
IC：Input Capture	输入捕获
TI1FP1：TI1 Filter Polarity 1	Extern Input 1 Filter Polarity 1，外部输入1滤波极性1
TI1FP2：TI1 Filter Polarity 2	Extern Input 1 Filter Polarity 2，外部输入1滤波极性2
DMA：Direct Memory Access	直接存储器存取

正文：

0. 概述

从 2024/06/12 定下计划开始学习下江协科技STM32课程，接下来将会按照哔站上江协科技STM32的教学视频来学习入门STM32 开发，本文是视频教程 P2 STM32简介一讲的笔记。

1.🚢第一个代码-串口发送

接线图：

注意：USB转串口的模块上面的跳线帽要插在VCC和3V3这两个引脚上，选择通信的TTL电平为3.3V。然后通信引脚TXD和RXD要接在STM32的PA9和PA10口，为什么是这两个口？查引脚定义表可得。

• 🤠这里看到USART1的TX是PA9，RX是PA10，我们计划用USART1进行通信，所以就选这两个脚。
• 🤠还要注意一个问题，TX和RX一定要交叉连接，比如这里PA9是STM32的TX，那么它要接的就是串口模块的RX接收，然后串口模块的TX发送要接在STM32的PA10，也就是RX接收。外。
• 🤠然后两个设备之间要把负极接在一起，进行共地。

一般多个系统之间互联都要进行共地，这样电平才能有高低的参考。就像两个人比身高一样，他俩必须要站在同一地平面上才能比较。如果一个人站在地球，一个人站在月球，那怎么知道谁高谁低？这就是共地的问题。

最后这个串口模块和STLINK或者USB串口都要插在电脑上，这样STM32和串口模块都有独立供电。所以这里通信的电源正极就不需要接了，直接三根线就行。

我们第一个代码只有STM32发送的部分，所以通讯线只有这个发送的有用，另一根线第一个代码没有用的，暂时可以不接。

在我们下一个串口发送加接收的代码，两根通信线就都需要接了。所以我们把这两根通信线一起都接上，这样两个代码的经线图是一模一样的。

连好线后，回到电脑端，此电脑-右键-属性-打开设备管理器，确保串口的驱动没问题，在这个端口目录下，可以看到有这个CH340的驱动，如果出现了COM号，并且前面图标没有感叹号，那就证明串口驱动没问题，否则的话需要安装一下串口模块的驱动（如需要安装串口驱动可以看江科大的第二节视频）。

初始化串口的步骤

初始化串口的步骤看这个基本结构图。

第一步，开启时钟，把需要用的USART和GPIO的时钟打开。

第二步，GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置成输入。

第三步，配置USART，直接使用一个结构体，就可以把这里所有的参数都配置好了。

第四步，开关控制，如果只需要发送的功能，就直接开启USART初始化就结束了。如果需要接收的功能，可能还需要配置中断。那就在开启USART之前，再加上ITConfig和NVIC的代码就行了。

初始化完成之后，如果要发送数据，调用一个发送函数就行了。如果要接收数据，就调用接收的函数。如果要获取发送和接收的状态，就调用获取标志位的函数，这就是USART外设的使用思路。

USART的库函数

打开usart.h，拖到最后

这三个初始化函数大家应该都很熟悉了，不用说了

USART_ClockInit和USART_ClockStructInit

这两个函数是用来配置同步时钟输出的。包括时钟是不是要输出，时钟的极性、相位等参数，因为参数也比较多，所以也是用结构体这种方式来配置的，需要时钟输出的话可以了解一下这两个函数。

USART_Cmd 和 USART_ITConfig

这两个函数应该也很熟悉了。

USART_DMACmd

这个可以开启USART到DMA的触发通道，需要用DMA的话可以了解一下。

USART_SendData和USART_ReceiveData

这两个函数在我们发送和接收的时候会用到。SendData就是写DR寄存器，ReceiveData就是读DR寄存器。DR寄存器内部有四个寄存器，控制发送与接收，执行细节。我们上一小节已经分析过了，这里程序上就非常简单，写DR就是发送，读DR就是接收。至于怎么产生波形，怎么判断输入，软件一概不管。

四个标志位相关的函数

代码实现

Serial.c

第一步，开启时钟

第二步，GPIO初始化

选择引脚模式，TX引脚是USART外设控制的输出脚。所以要选复用推挽输出，RX引脚是USART外设数据输入脚，所以要选择输入模式，输入模式并不分什么普通输入复用输入，一根线只能有一个输出，但可以有多个输入，所以对于输入脚，外设和GPIO都可以同时用。一般RX配置是浮空输入或者上拉输入，因为串口波形空闲状态是高电平，所以不使用下拉输入。

引脚模式如果不清楚的话，还是看一下手册GPIO那一节有个推荐的配置表，可以参考一下。

我们第一个程序只需要数据发送，所以只初始化TX就行。

第三步，配置USART

定义结构体，列出结构体成员，选择每个成员的取值，调用USART_Init函数初始化USART。

第一个成员是波特率，写9600，写完之后，这个USART_Init函数内部会自动算好9600对应的分频系数。然后写到BRR寄存器，计算步骤上节讲过。

😎😎技巧：查找每个成员的取值时，可以把成员变量名复制放到等号右边，按CTRL+ALT+空格联想，就能看到取值的列表，如果没有那可能这个成员的取值是要自己写的，可以右键跳转到定义看看。

第二个成员是硬件流控制，它的取值列表

None不使用流控，只用CTS，只用RTS，或者CTS、RTS都使用

我们不使用流控，所以选择None。

第三个成员是串口模式，取值可以选择TX发送模式和RX接收模式。如果你既需要发送，又需要接收，那就用或符号把TX和RX或起来。我们这个程序只需要发送功能，所以就选择TX这一个参数就行。

第四个成员是校验位，取值是

检验位可以选择NO无校验，Odd奇校验，Even偶校验，我们不需要校验，所以选择NO。

第五个成员是停止位，取值可以是

我们选择1位停止位.

第六个成员是字长，可以选择八位或九位，我们不需要校验，所以字长就选择八位。

到这里，我们结构体参数的初始化就完成了。

第四步，开关控制

发送数据的函数

接下来我们来写一个发送数据的函数Serial_SendByte，调用这个函数，就可以从TX引脚发送一个字节数据。

在这里面我们需要调用串口的USART_SendData函数，参数第一个给USART1，第二个给Byte。

这个函数的内部是这样的，把我们传的Byte给它的Data

Data与上01FF就是把无关的高位清零。然后直接赋值给DR寄存器，因为这是写入DR，所以数据最终通向TDR发送数据寄存器，TDR再传递给发送移位寄存器，最后一位一位地把数据移出到TX引脚，完成数据的发送。

调用函数，Byte变量就写入到TDR了。

写完之后，我们还需要等待一下，等TDR的数据转移到移位寄存器了，我们才能放心。要不然如果数据还在TDR进行等待，我们再写入数据，就会产生数据覆盖。所以在发送之后，我们还需要等待一下标志位，在这里调用USART_GetFlagStatus函数，这个函数的第二个参数可以选择

我们需要使用这个TXE发送数据寄存器空标志位复制。然后我们要等待TXE置1。

然后是标志位是否需要手动清除的问题，这个可以看一下手册

所以说这里标志位置1之后，不需要手动清零。当我们下一次再写入Data时，这个标志位会自动清零。

那这样我们这个Serial_SendByte函数就完成了，

如果需要测试这个发送部分的功能，则主函数里可以写这样写

调用这个函数之后，TX引脚就会产生一个0x41对应的波形。这个波形可以发送给其他支持串口的模块，也可以通过USB转串口模块发送到电脑端。

我们本节主要是和电脑通信，所以是在电脑端接收数据。

测试的时候别忘记将以上函数放在头文件中声明一下。

那我们编译下载后，我们按一下复位键。这时可以看到串口模块的接收指灯闪了一下，说明有波形发过来了。

那在电脑端我们需要打开串口助手软件，来查看接收到的数据。

串口助手软件领取链接

链接：https://pan.baidu.com/s/1ASVoP_LLIPUQ91fJ4dz6vw

提取码：hm48

 

注意：串口助手上的串口号要和设备管理器上显示的串口号一致。并且串口助手上的参数也必须和我们代码中配置的一致。

串口助手上的参数配置好后，选择打开串口，然后串口助手就准备就绪，此时在USB转串口模块上按一下复位键，就能在串口助手上的接收区看到数据了。

这就是发送一个字节数据的现象。

然后大家注意到下面这里有一个接收模式。目前选择的是HEX模式，也就是以原始数据的形式显示。发送41显示就是41本身。

如果我们想显示一下字符串怎么办？那就可以选择文本模式，这样就是以字符的形式

这里补充说明一下数据模式的解释

数据模式

HEX模式/十六进制模式/二进制模式（这些描述都是一个意思）：以原始数据的形式显示

文本模式/字符模式（这些描述都是一个意思）：以原始数据编码后的形式显示（对应ASCII码表上的符号）

 下面这个表展示的就是ASCII码字符集，比如0x41这个数据对应的就是大写字母A

字符集的第一个字符，原始数据是0x00，对应字符是空字符，也就是保留位，不映射任何字符。一般这个0经常作为字符串的结束标志位，字符串遇到数据0x00之后，就代表字符串结束了。

随着计算机的发展，全球互相通信。为了防止不同国家编码的不兼容现象，我们可以把所有国家的字符全部收录到一个统一的字符集，这就是Unicode字符集。Unicode最常用的传输形式是UTF，有关字符编码的内容，大家可以自己再去网上搜一搜。如果编码不匹配，就会出现非常烦人的乱码，这个得注意一下。

下面这个图描述的是字符和数据在发送和接收的转换关系

比如最上面发送0x41数据，发送的线路传输的就是0x41。接收方如果以原始数据形式显示，就是0x41。如果以字符显示，就是走下面这一路，通过字符集译码，找到字符，然后显示字符’A’。

在发送方也可以直接发送字符，比如发送字符A，这时它就会先从字符集找到A的数据进行编码，发现A对应的数据是0x41。最终在线路中传输的必须是十六进制数0x41。然后接收方可以选择查看原始数据0x41，也可进行译码得到字符A。这就是字符和数据在发送接收过程中经历的变化。

接下来我们再封装一些函数模块，这些函数大家之后用串口肯定会经常用的，光有一个发送字节函数满足不了需求。

接下来写的函数其实都是对SendByte的封装。

发送数组的函数

首先是发送一个数组，我们定义一个发送数组的函数Serial_SendArray

然后在主函数中这样调用

发送结果

发送字符串的函数

接下来写一个发送字符串的函数Serial_SendString，然后由于字符串自带一个结束标志位，所以就不需要再传递长度参数了。

在里面执行逻辑和发送字符是非常类似的先定义变量由int i。再赋i等于零，这里循环条件就可以用结束标志位来判断了string i。

在主函数里这样调用

现象

如果想要换行可以在后面加上\r\n来执行换行命令

这样就能在每次打印之后就会执行一次换行命令了

发送数字的函数

接下来我们继续分装发送数字的函数Serial_SendNumber。在函数里面，我们需要把number的个位、十位、百位等等以十进制拆分开，然后转换成字符数字对应的数据，依次发送出去。

怎么以十进制拆开？

比如有个数字是12345，

取万位，就是12345/1000%10=1，

取千位，就是12345/1000%10=2，

取百位，就是12345/100%10=3，

取十位，就是12345/10%10=4，

取个位，就是12345/1%10=5。

总结下来，取某一位，就是数字除以十的x次方，再对此取余。除以十的x次方，就是把这一位的右边去掉，对十取余就是把左边去掉。这就是拆分数字的思路。

所以我们先需要写一个次方函数，

现在就可以写发送数字的函数了，这个函数默认是发送十进制数字，然后接收是接收到字符形式的数字

在主函数里这样调用

结果

程序源码

Serial.c