STM32 USART串口外设配置与使用详解

STM32 USART串口外设配置与使用详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_74246768/article/details/139205286

本文详细介绍了STM32微控制器的USART串口外设的配置和使用方法，包括串口初始化、数据发送、printf函数重定向以及sprintf函数的使用，并提供了完整的代码示例。

配置流程

初始化配置

1. 开启时钟（打开USART和GPIO的时钟）

void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);

作用：外设时钟控制(根据外设连接的总线选择要开启的时钟）
RCC_AHBPeriph/RCC_APB2Periph/RCC_APB1Periph：选择外设
NewState：使能/使能

2. GPIO初始化（TX配置为复用输出，RX配置为输入）

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

作用：用结构体的参数初始化GPIO。
用法：先定义一个结构体变量，再给变量赋值，最后调用这个函数即可（这个函数就会自动读取结构体的值，然后自动把外设的各个参数配置好）。

3. 配置USART

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);

作用：初始化USART

4. 如果只需要发送功能的话，就是开启USART；
   如果还需要接收的功能，需要配置中断（在开启USART前，加上ITConfig和NVIC的代码）；

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

作用：开启USART。

发送数据函数

初始化后如果需要发送数据，调用一个发送函数即可。

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

作用：发送数据（写DR寄存器）

如果要获取发送和接收的状态，就调用获取标志位的函数。

ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

作用：获取标志位

移植printf函数

1. 勾选Use MicroLIB
2. 给printf重定向（由于printf是显示在屏幕上的，我们想让他显示在串口上，就需要写一个重定向函数）
   写一个fputc函数（fputc是printf的底层，printf在打印的时候就是调用fputc一个一个打印的）
   注意：要记得包含#include<stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *f)
{
    Serial_SendByte(ch);
    return ch;
}

我们把printf重定向到了串口1 ，串口2再想用就没有了，如果多个串口都想用printf，要怎么办呢？
这个时候我们就需要用到sprintf了

sprintf

sprintf可以把格式化字符输出到一个字符串里
方法：

1. 定义一个字符串
2. sprintf（打印输出的位置，格式控制，输出列表）
3. 把字符串通过串口发送出去

char String[100];
sprintf(String, "\r\nNum3=%d", 333);
Serial_SendString(String);

封装sprintf

1. 加头文件#include <stdarg.h>
2. 定义一个函数，第一个参数用于接收格式化字符串，第二个参数是三个点，用来接收后面的可变参数列表。
3. 函数内，先定义可变字符串，定义一个参数列表变量，从format位置开始接收参数表，放在arg里面，然后使用vsprintf进行封装，用va_end释放参数表。最后把串口字节发送出去即可
   第三步可以看着代码理解

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
    char String[100];
    va_list arg;
    va_start(arg, format);
    vsprintf(String, format, arg);
    va_end(arg);
    Serial_SendString(String);
}

代码

Serial.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void Serial_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
    USART_SendData(USART1, Byte);
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
    uint16_t i;
    for (i = 0; i < Length; i ++)
    {
        Serial_SendByte(Array[i]);
    }
}
void Serial_SendString(char *String)
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
    {
        Serial_SendByte(String[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 (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);
    return ch;
}
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
    char String[100];
    va_list arg;
    va_start(arg, format);
    vsprintf(String, format, arg);
    va_end(arg);
    Serial_SendString(String);
}

Serial.h

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H
#include <stdio.h>
void Serial_Init(void);
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, ...);
#endif

例题

发送一个字节、发送一个数组、发送字符串、发送字符形式的数字

接线图

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
int main(void)
{
    OLED_Init();
    
    Serial_Init();
![](https://wy-static.wenxiaobai.com/chat-rag-image/8785503376078543189)
    
    Serial_SendByte(0x41);
    
    uint8_t MyArray[] = {0x42, 0x43, 0x44, 0x45};
    Serial_SendArray(MyArray, 4);
    
    Serial_SendString("\r\nNum1=");
    
    Serial_SendNumber(111, 3);
    
    printf("\r\nNum2=%d", 222);
    
    char String[100];
    sprintf(String, "\r\nNum3=%d", 333);
    Serial_SendString(String);
    
    Serial_Printf("\r\nNum4=%d", 444);
    Serial_Printf("\r\n");
    
    while (1)
    {
        
    }
}

USART相关需要了解的库函数

void USART_ClockInit(USART_TypeDef* USARTx, USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);
void USART_ClockStructInit(USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);

作用：配置同步时钟输出（包括时钟是不是要输出，时钟的极性和相位等参数）

void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);

作用：开启USART到DMA的触发通道。

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

作用：接收数据（读DR寄存器）

有需要的同学可以在串口助手里面看一下现象哦！