STM32可支持的通信协议
- 使用USART通信协议需要有两条数据线，分别是TX(数据发送引脚)、RX(数据接收引脚)
- USART支持全双工，同一时间内即可发送数据也可以接收数据
- 所谓异步通信设置通信的双方没有时钟线，需要约定采样频率
USB转串口模块
实现计算机USB接口和串口协议之间的转换，实现通信
USART
usart是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可以自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，放在数据寄存器里
USART框图
数据帧的发送
发送数据寄存器和接收数据寄存器在程序上表示一个寄存器USART_DR(数据寄存器)，实际上分成两个寄存器，一个用于发送称为TDR，一个用于接收称为RDR。
发送数据的过程由发送器控制。CPU或DMA向发送数据寄存器写入数据，硬件会自动将TDR寄存器的数据移植到发送移位寄存器中，之后，硬件会自动将USART_SR寄存器的TXE位置1，然后发送器根据USART_CR1(控制寄存器)的M位发送8位或者9位的数据字，当发送器被使能时(由USART_CR1的TE位控制)，发送移位寄存器中的数据在TX引脚上输出。当包含数据的一帧完成后,由硬件将USART_CR1的TC位置1，表示该数据帧发送完成。
数据帧的接收：
首先使能USART和接收器(分别为USART_CR1的UE位和RE位)，根据双方约定的数据帧的格式和波特率，接收移位数据寄存器将数据移至RDR寄存器时，USART_CR1的RXNE位被硬件自动置1，表示可以从RDR寄存器中读取数据
波特率的产生
有一个问题是为什么我们通常所用的波特率是115200、9600、2400······,为什么不是其他的数字？
根据设置的波特率计算USARTDIV存储到USART_BRR寄存器中，将整数部分和小数部分都转为16进制，
USART中断
如果设置了各自的使能位，这些事件就可以产生各自的中断，
代码部分
1.配置USART
配置波特率，字长(8/9)，停止位，校验位，接收模式还是发送模式(发送器和接收器)以及硬件流控制
TX引脚配置输出模式，RX引脚配置输入模式，最后使能USART
void USART1_Init()
{
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);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
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_Mode_Rx;
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);
}
2.发送一个字节
发送数据的时候，需要知道发送数据寄存器的值是否被移到移位寄存器，所以需要有一个等待的过程，否则数据会被覆盖。
void USART1_SendByte(uint8_t Data)
{
USART_SendData(USART1,Data);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==SET);
}
3.发送一个数组
void USART1_SendArray(uint8_t *Array,uint8_t Lenght)
{
uint8_t i=0;
for(i=0;i<Lenght;i++)
{
USART1_SendByte(Array[i]);
}
}
4.发送一个数字
一个无符号字节的表示范围0-255，不能表示大范围的数据，以字符串的形式表示发送的数据
uint32_t USART1_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1;
while (Y --)
{
Result *= X;
}
return Result;
}
void USART1_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++)
{
USART1_SendByte(Number / USART1_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
}
}
5.接收数据
串口接收数据形式
ASCLL码：在计算机中，所有的数据存储时都要使用二进制表示，像a,b,c,d和1,2,3····这样的大写字母以及一些常用的符号都需要使用二进制表示，这些符号的使用有一个统一的标准，统一为ASCLL码。
列如发送0x41,0x41在计算机存储的形式是二进制编码，如果想要以HEX模式接收，结果便是0x41，如果使用字符模式接收,结果是‘A’
发送字符‘A’，存储形式也是0X4二进制编码，hex模式接收，结果为0x41,字符模式结果为‘A’
接收数据
通过不断出查询RXNE标志位判断是否可以接收数据。
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
{
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
//也可以手动清除
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
关于串口输出的几种方式
1.通过printf()输出参数到串口
使用之前需要将Use MicroLIB勾选，MicroLIB是一个精简库
引入printf()函数的头文件<stdio.h>
接着将printf()重定向到串口
#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART1_SendByte(ch);
return ch;
}
缺点就是只能使用到一个串口上，因为重定向到一个串口上
2.使用<stdio.h>头文件中的sprintf()函数
sprintf()用于将格式化的字符串输出带一个字符数组中，不是将数据输出到控制台，而是将数据输出到指定的字符数组中，
#include <stdio.h> //头文件
int sprintf(char* str, const char* format, ...);
//使用
char * String[100];
sprintf(String,"Num=%d",666);
USART1_SendString(String);
- str:指向要写入的字符串指针
- format:用于指定输出的格式，%d %c %s·····
- ··· :表示可变参数列表
避免了重定向冲突的问题
//对sprintf()封装
void USART1_Printf(char *format, ...)
{
char String[100];
va_list arg;
va_start(arg, format);
vsprintf(String, format, arg);
va_end(arg);
USART1_SendString(String);
}
//调用
USART1_Printf("Num=%d",666);
