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1. 关于USART
USART ( universal synchronous / asynchronous receiver /transmitter) 是一种串行通讯协议 , 允许设备通过串行端口进行数据传输#xff0c; USART 能够以同步或者异步的方式进行工作#xff0c;在实际的运用中 STM32串口通信详解
1. 关于USART
USART ( universal synchronous / asynchronous receiver /transmitter) 是一种串行通讯协议 , 允许设备通过串行端口进行数据传输 USART 能够以同步或者异步的方式进行工作在实际的运用中我们主要使用的是它的异步通信模式
1.1 USART 工作模式 异步
通讯方式 异步 无需共享或者同步时钟信号数据格式 发送和接受数据时 数据被封装在帧中通常包含起始位 数据位 可选的奇偶校验位 以及停止位波特率 使用先双方需要设置相同的波特率流控制 可选择硬件流控制如RTS/CTS或者软件流控制 如XON/XOFF连接方式 点对点通常用于两个设备之间
优点 在于简单些和点对点的通讯效率 缺点 没有外部的时钟进行同步 通讯双方的时钟必须精确的匹配
1.2 USART 工作模式 同步
在同步模式下 USART需要使用一个外部的时钟信号来同步数据的发送和接受
同步起始位 同步模式使用特定的同步字符或位模式来标记数据帧的开始数据位 数据以固定的数据发送 速率由外部时钟决定奇偶校检位可选 于异步模式相同 用于错误检测停止位 在某些同步的USART中停止位可能不被使用因为时钟信号已经提供了数据帧 的同步
优点优点是速度因为外部时钟信号允许更快的数据率和更高的数据吞吐量 此外 由于时钟信号的存在接受器能够更加准确的确定何时读取数据位 缺点 需要额外的时钟线
1.2 USART 和 UART 的差异
同步模式 USART 可以工作在同步模式下但是需要额外的时钟信号来同步数据的发送和接受 但是UART 不具备同步模式功能 USART 通常提供更多的特性和配置选项如数据位的长度奇偶校检多种停止位等速度和效率 在同步模式下 USART可以提供比异步模式UART)更快的数据传输速度硬件复杂性 USART的硬件实现比UART 复杂 因为它需要处理同步和异步两种通讯方式
1.4 工作的框图 2. 流程
2.1 初始化GPIO GPIO_init(void)
使能GPIO的时钟设置GPIO引脚9 和 10 为复用功能 方便用作 USART1 的 TX接受 和RX发送 引脚初始化GPIO 引脚设置 模式复用 输出类型推挽上拉下拉上拉
2.2 USART的初始化 : USART_init(void)
使能 USART1 的时钟配置USART1的参数 波特率115200 字节长度8硬件流控制无工作模式发送校检位无 停止位1位使能USART1 使其工作
2.3 fputc函数重写
重写fputc函数以便printf可以使用USART发送数据。 将字符ch发送到USART1。使用轮询方式等待发送完成通过检查USART1的传输完成标志。返回写入的字符。
3. 代码
3.1 USART.h
#ifndef USART_H
#define USART_H#include stm32f4xx.h
#include stdio.h
#include stm32f4xx_usart.h
#include stm32f4xx_gpio.h
#include stm32f4xx_rcc.h void GPIO_init(void);
void USART_init(void);
int fputc(int ch , FILE*f) ; #endif3.2 USART.c
#include stm32f4xx.h
#include USART.h
#include stdio.h //#include stm32f4xx_gpio.h
//#include stm32f4xx_rcc.h void GPIO_init(void)
{//使能外设时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//设置GPIOA引脚为复用功能 GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);//初始化GPIOA引脚9 为复用功能输出GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF ; GPIO_InitStruct.GPIO_OType GPIO_OType_PP ; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd GPIO_PuPd_UP ; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin GPIO_Pin_9 ; GPIO_Init( GPIOA, GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA引脚10 为复用功能输入GPIO_InitStruct.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF ; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd GPIO_PuPd_UP ; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin GPIO_Pin_10 ; GPIO_Init( GPIOA, GPIO_InitStruct);}void USART_init(void)
{ //使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE) ; //初始化USART1USART_InitTypeDef USART_InitStruct ; USART_InitStruct.USART_BaudRate 115200 ; USART_InitStruct.USART_WordLength USART_WordLength_8b ;USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl USART_HardwareFlowControl_None ; USART_InitStruct.USART_Mode USART_Mode_Tx ; USART_InitStruct.USART_Parity USART_Parity_No ; USART_InitStruct.USART_StopBits USART_StopBits_1 ;USART_Init(USART1, USART_InitStruct);//使能USART1USART_Cmd(USART1, ENABLE);}int fputc(int ch , FILE*f)
{ USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch) ; while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) RESET) ; //等待发送完成 一直为0 则一直循环 return ch ;
}3.3 main.c
#include stm32f4xx.h
#include USART.h void delay(uint32_t time) ;
int main()
{ GPIO_init(); USART_init(); while(1) {printf(hello world\r\n) ; }}4. 关于printf函数scanf函数 重定向问题
MicroLib是缺省c库的备选库它可装入少量内存中与嵌入式应用程序配合使用且这些应用程序不在操作系统中运行。
