STM32串口通信正常来说两项数据都需要检测。
介绍串口通信
按照数据传送方向分类
单工:数据传输只支持数据在一个方向上传输
半双工:允许数据在两个方向上传输。但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;它不需要独立的接收端和发送端,两者可以合并一起使用一个端口
全双工:允许数据同时在两个方向上传输。因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,需要独立的接收端和发送端
分别如下图中的a、b、c所示。

按照通信方式分类
同步通信:带时钟同步信号传输。比如:SPI,IIC通信接口
异步通信:不带时钟同步信号。比如:UART(通用异步收发器),单总线
在同步通讯中,收发设备上方会使用一根信号线传输信号,在时钟信号的驱动下双方进行协调,同步数据。例如,通讯中通常双方会统一规定在时钟信号的上升沿或者下降沿对数据线进行采样。
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步,它们直接在数据信号中穿插一些用于同步的信号位,或者将主题数据进行打包,以数据帧的格式传输数据。通讯中还需要双方规约好数据的传输速率(也就是波特率)等,以便更好地同步。常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。
在同步通讯中,数据信号所传输的内容绝大部分是有效数据,而异步通讯中会则会包含数据帧的各种标识符,所以同步通讯效率高,但是同步通讯双方的时钟允许误差小,稍稍时钟出错就可能导致数据错乱,异步通讯双方的时钟允许误差较大。
STM32串口通信基础
STM32的串口通信接口有两种,分别是:UART(通用异步收发器)、USART(通用同步异步收发器)。而对于大容量STM32F10x系列芯片,分别有3个USART和2个UART。
UART引脚连接方法
RXD:数据输入引脚,数据接收
TXD:数据发送引脚,数据发送

对于两个芯片之间的连接,两个芯片GND共地,同时TXD和RXD交叉连接。这里的交叉连接的意思就是,芯片1的RxD连接芯片2的TXD,芯片2的RXD连接芯片1的TXD。这样,两个芯片之间就可以进行TTL电平通信了。

若是芯片与PC机(或上位机)相连,除了共地之外,就不能这样直接交叉连接了。尽管PC机和芯片都有TXD和RXD引脚,但是通常PC机(或上位机)通常使用的都是RS232接口(通常为DB9封装),因此不能直接交叉连接。RS232接口是9针(或引脚),通常是TxD和RxD经过电平转换得到的。故,要想使得芯片与PC机的RS232接口直接通信,需要也将芯片的输入输出端口也电平转换成RS232类型,再交叉连接。
经过电平转换后,芯片串口和RS232的电平标准是不一样的:
单片机是TTL电平:+5V表示1,0V表示0
RS232是负逻辑电平,-3~-15V为1,+3~+15V为0
RS-232通讯协议标准串口的设备间通讯结构图如下:

所以单片机串口与PC串口通信就应该遵循下面的连接方式:在单片机串口与上位机给出的RS232口之间,通过电平转换电路(如下面图中的Max232芯片) 实现TTL电平与RS232电平之间的转换。下图中的P10,也就是上文中提到的DB9。

STM32的UART特点
全双工异步通信;
分数波特率发生器系统,提供精确的波特率。发送和接受共用的可编程波特率,最高可达4.5Mbits/s;
可编程的数据字长度(8位或者9位);
可配置的停止位(支持1或者2位停止位);
可配置的使用DMA多缓冲器通信;
单独的发送器和接收器使能位;
检测标志:① 接受缓冲器 ②发送缓冲器空 ③传输结束标志;
多个带标志的中断源,触发中断;
其他:校验控制,四个错误检测标志。
串口通信过程

STM32中UART参数
串口通讯的数据包由发送设备通过自身的TXD接口传输到接收设备的RXD接口,通讯双方的数据包格式要规约一致才能正常收发数据。STM32中串口异步通信需要定义的参数:起始位、数据位(8位或者9位)、奇偶校验位(第9位)、停止位(1,15,2位)、波特率设置。
UART串口通信的数据包以帧为单位,常用的帧结构为:1位起始位+8位数据位+1位奇偶校验位(可选)+1位停止位。如下图所示:

奇偶校验位分为奇校验和偶校验两种,是一种简单的数据误码校验方法。奇校验是指每帧数据中,包括数据位和奇偶校验位的全部9个位中1的个数必须为奇数;偶校验是指每帧数据中,包括数据位和奇偶校验位的全部9个位中1的个数必须为偶数。
校验方法除了奇校验(odd)、偶校验(even)之外,还可以有:0 校验(space)、1 校验(mark)以及无校验(noparity)。0/1校验:不管有效数据中的内容是什么,校验位总为0或者1。
UART框图

这个框图分成上、中、下三个部分,具体的可以看《STM32中文参考手册》中的描述。
框图的上部分,数据从RX进入到接收移位寄存器,后进入到接收数据寄存器,最终供CPU或者DMA来进行读取;数据从CPU或者DMA传递过来,进入发送数据寄存器,后进入发送移位寄存器,最终通过TX发送出去。
然而,UART的发送和接收都需要波特率来进行控制的,波特率是怎样控制的呢?
这就到了框图的下部分,在接收移位寄存器、发送移位寄存器都还有一个进入的箭头,分别连接到接收器控制、发送器控制。而这两者连接的又是接收器时钟、发送器时钟。也就是说,异步通信尽管没有时钟同步信号,但是在串口内部,是提供了时钟信号来进行控制的。而接收器时钟和发送器时钟又是由什么控制的呢?
可以看到,接收器时钟和发送器时钟又被连接到同一个控制单元,也就是说它们共用一个波特率发生器。同时也可以看到接收器时钟(发生器时钟)的计算方法、USRRTDIV的计算方法。
这里需要知道一个知识点:
UART1时钟:PCLK2(高速)
UART2、UART3、UART4时钟:PCLK1(低速)
max3232是3.3V转12V,max232是5V转12V,单片机跟电脑连接需要这转换芯片是因为电脑是12V。STM32与51相连就能用,不需要外加芯片。
是可以直接串口通信的。但是要求是TTL连接,这关键要看stm32芯片的电压是多少,是5V的就可以连接,是3.3V就不行了。
至于串口通信的数据格式,是完全相同的,只要设置52单片机的波特率也是9600就行了。停止位,无校验是完全相同的。
然后通信时,按照要求的每次 发送的数据包有5个字节就可以了。
stm32肯定能实现串口通信!!!串口通信是单片机和arm的最基础通信方式,可以说大多说单片机都能实现!有一点,单片机的(包括stm32)的信号操作都是3.3v。标准RS232是正负10v的电压,如需要使用标准RS232通信需要电压转换芯片(如MAX232芯片)
串口时钟使能,GPIO 时钟使能
2) 串口复位
3) GPIO 端口模式设置
4) 串口参数初始化
5) 开启中断并且初始化 NVIC(如果需要开启中断才需要这个步骤)
6) 使能串口
7) 编写中断处理函数
.串口时钟使能。串口是挂载在 APB2 下面的外设,所以使能函数为:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1);
2.串口复位。当外设出现异常的时候可以通过复位设置,实现该外设的复位,然后重新配置
这个外设达到让其重新工作的目的。一般在系统刚开始配置外设的时候,都会先执行复位该外
设的操作。复位的是在函数 USART_DeInit()中完成:
void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);//串口复位
比如我们要复位串口 1,方法为:
USART_DeInit(USART1); //复位串口 1
3.串口参数初始化。串口初始化是通过 USART_Init()函数实现的,
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
这个函数的第一个入口参数是指定初始化的串口标号,这里选择 USART1。
第二个入口参数是一个 USART_InitTypeDef 类型的结构体指针,这个结构体指针的成员变量用
来设置串口的一些参数。一般的实现格式为:
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //一般设置为 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为 8 位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl
= USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
//收发模式
USART_Init(USART1, USART_InitStructure); //初始化串口
从上面的初始化格式可以看出初始化需要设置的参数为:波特率,字长,停止位,奇偶校验位,
硬件数据流控制,模式(收,发)。我们可以根据需要设置这些参数。
4.数据发送与接收。STM32 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的,这是
一个双寄存器,包含了 TDR 和 RDR。当向该寄存器写数据的时候,串口就会自动发送,当收
到数据的时候,也是存在该寄存器内。
STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器发送数据的函数是:
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
通过该函数向串口寄存器 USART_DR 写入一个数据。
STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器读取串口接收到的数据的函数是:
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
通过该函数可以读取串口接受到的数据。
5.串口状态。串口的状态可以通过状态寄存器 USART_SR 读取。USART_SR 的各位描述如
这里我们关注一下两个位,第 5、6 位 RXNE 和 TC。
RXNE(读数据寄存器非空),当该位被置 1 的时候,就是提示已经有数据被接收到了,并
且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR,通过读 USART_DR 可以将
该位清零,也可以向该位写 0,直接清除。
TC(发送完成),当该位被置位的时候,表示 USART_DR 内的数据已经被发送完成了。如
果设置了这个位的中断,则会产生中断。该位也有两种清零方式:1)读 USART_SR,写
USART_DR。2)直接向该位写 0。
状态寄存器的其他位我们这里就不做过多讲解,大家需要可以查看中文参考手册。
在我们固件库函数里面,读取串口状态的函数是:
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
这个函数的第二个入口参数非常关键,它是标示我们要查看串口的哪种状态,比如上面讲解的
RXNE(读数据寄存器非空)以及 TC(发送完成)。例如我们要判断读寄存器是否非空(RXNE),操
作库函数的方法是:
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE);
我们要判断发送是否完成(TC),操作库函数的方法是:
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);
这些标识号在 MDK 里面是通过宏定义定义的:
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