1：什么是串口

UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发器

USART : Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter 通用同步/异步收发器

串口简单来说就是一种简单的数据传输协议，其数据的传输只需要两根线即可

2：数据传输

有串口及必定有并口，并口是指把一个数据一次性传输到其他设备，速度快，效率高，但其传输的距离短，成本高故在远距离的传输中并不常用。

串口是指在数据传输过程中把数据一位一位的传输到其他设备，其传输距离远，但其传输的速率较慢，但是用于大多数设备。

3：资源介绍

在f4系列中具有6个串口，可以独立进行收发

4：传输协议介绍

1：硬件连接方式

将两个设备的TX,RD 端口交叉相连即可
Tx: 发送数据线
Rx: 接收数据线

2：工作模式介绍

全双工：　两个设备可以同时发送和接收

半双工： 在同一瞬间只能接受或者发送

弹弓模式： 两个设备之间只能接受或者只能发送

串行数据：　发送只一根线，一次只能发送一bit. 一bit接着一bit发送和接收。

模块通信：　上位机　下位机

通信一般需要两个设备，我们把这两个设备，人为叫做上位机，　下位机。

上位机：　把处理性能强的机子，上位机。数据大部分处理都在上位机完成。

下位机：　把数据采集的终端，处理性能单一的机子，下位机。

3：数据传输模式

1：异步通信：不要求两个设备的时钟一致，易于实现但每个字符要附加2·3个位用于校验位，停止位等等

UART protocol 串口协议。

串口发送和接收数据是以帧为单位. Frame

1帧(Frame)= 1 start bit(起始位) + 5-9bits数据位　+　0/1bit 校验位　　+ stop bits(0.5, 1,1,5,2)

起始位: 一个周期的低电平

数据位: 5-9bits数据位，具体是多少bits,需要双方协商。并且传送是先传送LSB(最低位) … MSB

校验位:

0 bit :没有校验位

1 bit :校验位. “赖子” X

D0 D1 D2 … Dn X

奇校验:要保证传输的1为奇数

偶校验：要保存传输的1为偶数

停止位: 高电平

0.5 个停止位。　半个周期的高电平

1 个停止位

1.5 个停止位

2 个停止位

2：同步通信

要建立发送方的时钟对接收方的时钟严格控制，是数据的传输完全同步，是由多个字符组成的字符串为传输单位来进行数据传送

特点：传输效率高

4：数据传输

1：在串口数据的收发中有一个十分重要的值 波特率，这是保证两个设备之间能狗正常通信的必不可少的数据

Baudrate(波特率)：　传输速率。

决定　时间周期。

2：串口的物理层标准

物理层标准　　the physical layer standards

TTL level UART : TTL电平串口

RS-232:

RS-422:

RS-485:

TTL level UART:

逻辑低电平(0) 0V

逻辑高电平(1) 5V/3.3V

RS-232: 适合较长距离传输

逻辑低电平(0) +3v~+15V

逻辑高电平(1) -3v~-15v

TTL UART RS-232 RS-422 RS-485

电平 1 3.3V/5V 1 -5V ~ -15V +/- 2v +/- 1.5v

0 0V 0 5V ~ +15V

信号 单端信号　　　单端信号　 差分信号　　　差分信号

传输长度 < 2m <15m <1200m <1200m

不同标准的串口，引脚也不一样。TX/Rx是一定存在的。

ＴＴＬ

ＲＸ

ＴＸ

ＧＮＤ

ＶＣＣ

代码讲解

在stm32f4串口配置时我们不光要配置其对应的I/O口位复用模式，还需要将其与串口连接起来，然后配置串口传输的相关参数

typedef struct

{

uint32_t USART_BaudRate; //波特率设定，寄存器BRR

uint16_t USART_WordLength; //字长，CR1寄存器 M位

uint16_t USART_StopBits; //停止位 ，CR2寄存器 STOP位

uint16_t USART_Parity; //校验控制位，CR1寄存器 PCE,PS位

uint16_t USART_Mode; //模式选择，CR1寄存器 TE,RE(收数据使能，Receive Enable)位

uint16_t USART_HardwareFlowControl;//硬件流选择，CR3寄存器 CTSE,RTSE位

} USART_InitTypeDef;

这个是串口配置时相对应的结构体

STM32F4xx串口代码流程

(1) GPIO口配置

串口的TX/RX 引脚是由GPIO口来复用的。

a. 使能GPIO分组的时钟与串口分组的时钟

RCC_AHB1PeriphClockCmd

b. 配置GPIO口的功能 GPIO_Init

c. 选择具体的复用功能

GPIO_PinAFConfig

将I/O口与串口相连接

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);

(2) usart配置

a:配置串口传输时的相关配置如波特率，数据位等

b. USART_Init

3)　中断的配置

USART_ITConfig <- 配置串品的中断

在STM32中一个USART只对应一个中断通道，但是引起串口中断的

事件有很多,比如:

TXE -> 发送寄存器为空，可以引起串口中断

TC -> 发送完成，可以引起串口中断

RXNE -> 接收寄存器不为空，可以引起串口中断

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE,ENABLE);

USART_ITConfig就是用来把一个串口的ＸＸ事件，配置成是否引起串口中断的

在串口中断函数里面，就需要判断是哪个串口事件，引起了中断!!!

NVIC_Init()

(4) 使能串口

USART_Cmd

//串口中断

void USART1_IRQHanlder()

{

if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)

{

//有数据可读啦

data = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据

}

//清除USART1的中断标志

USART_GetITStatus

}

//USART_GetITStatus用来获取串口的xx事件标志位

发送数据

USART_SendData(USART1, 0x55);

while (USART_GetFlagStatus(USRAT1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送结束　

代码汇总

#include"stm32f4xx.h"

#include"sys.h"

#include<stdio.h>

static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

static NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

static USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

//标准延时函数

void delay_ms(uint32_t n)

{

while(n--)

{

SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick，关闭系统定时器

SysTick->LOAD = (168000)-1; // 配置计数值(168000)-1 ~ 0

SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag

SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock

while ((SysTick->CTRL & 0x10000)==0);// Wait until count flag is set

}

SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick

}

void usart1_init(uint32_t baud)

{

//端口A硬件是能

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

//串口硬件是能

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF ;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

//PF9应交连接到串口

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);

//配置串口

USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据为

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶效验为

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//串口方式 允许收发数据

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

//配置中断触发方式

USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);

USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);

//配置终端优先级

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//使能串口工作

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

struct __FILE{int handle;};

FILE __stdout;

FILE __stdin;

int fputc(int ch,FILE *f)

{

USART_SendData(USART1,ch);

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);

return ch;

}

//printf函数重定向，可以用printf发送数据

int fgetc(FILE *f)

{

/* 等待串口输入数据 */

while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

return (int)USART_ReceiveData(USART1);

}

int main(void)

{

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;

GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);

PFout(9)=1;

usart1_init(115200);

printf("sdfrr\r\n");

while(1)

{

}

}

void USART1_IRQHandler(void)

{

uint8_t temp;

//判断标志位i

if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)

{

USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);

temp=USART_ReceiveData(USART1);

USART_SendData(USART1,'G');

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);

}

}