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文章目录
一、USART简介二：组成1、功能引脚2、数据寄存器3、控制器4、波特率生成
三、USART的配置步骤1、使能串口时钟及 GPIO 端口时钟2、GPIO 端口模式设置，设置串口对应的引脚为复用功能3、初始化串口参数，包含波特率、字长、奇偶校验等参数4、使能串口5、设置串口中断类型并使能6、设置串口中断优先级，使能串口中断通道7、编写串口中断服务函数
五、printf重定向
一、USART简介
1、USART：通用同步异步收发器 2、功能： （1）与外部设备进行全双工数据交换 （2）支持同步单向通信和半双工单线通信 （3）还支持 LIN（域互连网络）、 智能卡协议与 IrDA（红外线数据协会） SIR ENDEC 规范，以及调制解调器操作(CTS/RTS) （4）支持多处理器通信和 DMA 功能（实现高速数据通信） （5）通过小数波特率发生器提供了多种波特率 （6）应用最多的是 printf 输出调试信息 二：组成
（1）TX/RX：发送/接收数据输出引脚。 （2）SW_RX：数据接收引脚属于内部引脚（没有具体外部引脚，只用于单线和智能卡模式） （3）nRTS/nCTS：请求以发送(Request To Send)/清除以发送(Clear To Send)，n 表示低电平有效。只适用于硬件流控制，一般不适用 （4）SCLK：发送器时钟输出引脚。仅适用于同步模式。 Tip：SCLK、nCTS 和 nRTS 引脚不存在于只具有异步传输功能的USART引脚上 2、数据寄存器USART 数据寄存器(USART_DR)：只有低 9 位有效 补充：DR包含了发送或接收的数据。由于它是由两个寄存器组成的，一个给发送用(TDR)，一个给接收用(RDR)，该寄存器兼具读和写的功能。 TDR寄存器提供了内部总线和发送（输出）移位寄存器之间的并行接口。RDR寄存器提供了接收（输入）移位寄存器和内部总线之间的并行接口。并且第 9 位数据是否有效要取决于 USART 控制寄存器 1(USART_CR1)的 M位（12位）设置 （第九位：校验选择，当校验控制使能后，该位用来选择是采用偶校验还是奇校验。软件对它置’1’或清’0’。当前字节传输完成后，该选择生效。）
M：字长 (Word length) 该位定义了数据字的长度，由软件对其设置和清零 0：一个起始位，8个数据位，n个停止位； 1：一个起始位，9个数据位，n个停止位。 注意：在数据传输过程中(发送或者接收时)，不能修改这个位。 3、控制器
UE：USART使能 (USART enable) 位13当该位被清零，在当前字节传输完成后USART的分频器和输出停止工作，以减少功耗。该位由 软件设置和清零。 0：USART分频器和输出被禁止； 1：USART模块使能。 发送或者接收数据字长可选 8 位或 9 位（由M控制） ①发送器 发送器可发送 8 位或 9 位的数据（由M控制）。TE置 1 时，发送移位寄存器中的数据在 TX 引脚输出，如果是同步通信模式，相应的时钟脉冲在SCLK引脚输出。 TE：发送使能 (Transmitter enable) 位3 该位使能发送器。该位由软件设置或清除。 0：禁止发送； 1：使能发送。 注意： 1．在数据传输过程中，除了在智能卡模式下，如果TE位上有个0脉冲(即设置为’0’之后再设置为’1’)，会在当前数据字传输完成后，发送一个“前导符”(空闲总线)。 2．当TE被设置后，在真正发送开始之前，有一个比特时间的延迟。 ②接收器 如果将 USART_CR1 寄存器的 RE 位（接收使能 (Receiver enable) 位2 该位由软件设置或清除）置 1，使能 USART 接收，使得接收器在 RX 线开始搜索起始位。在确定到起始位后就根据 RX 线电平状态把数据存放在接收移位寄存器内。接收完成后就把接收移位寄存器数据移到 RDR 内，并把USART_SR 寄存器的 RXNE 位置 1，同时如果 USART_CR1 寄存器的 RXNEIE 置 1的话可以产生中断。 （官方手册写USART_CR2，但是RXNEIE在CR2在官方文档中找不到） RXNE：读数据寄存器非空 (Read data register not empty) 位5 当RDR移位寄存器中的数据被转移到USART_DR寄存器中，该位被硬件置位。 如果USART_CR1寄存器中的RXNEIE为1，则产生中断。对USART_DR的读操作可以将该位清零。RXNE位也可以通过写入0来清除，只有在多缓存通讯中才推荐这种清除程序。 0：数据没有收到； 1：收到数据，可以读出 RXNEIE：接收缓冲区非空中断使能 (RXNE interrupt enable) 位5 该位由软件设置或清除。 0：禁止产生中断； 1：当USART_SR中的ORE或者RXNE为’1’时，产生USART中断 ③中断控制 USART 有多个中断请求事件，如下： 仅当使用DMA接收数据时，才使用这个标志位。 USART的各种中断事件被连接到同一个中断向量(见下图)，有以下各种中断事件： ● 发送期间：发送完成、清除发送、发送数据寄存器空。 ● 接收期间：空闲总线检测、溢出错误、接收数据寄存器非空、校验错误、LIN断开符号检测、噪音标志(仅在多缓冲器通信)和帧错误(仅在多缓冲器通信)。 如果设置了对应的使能控制位，这些事件就可以产生各自的中断。 串口通信中都把波特率当作比特率。波特率越大，传输速度就越快。 码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示数字。这样的时间间隔内的信号称为码元，这个间隔称为码元长度波特率：是码元传输速率单位，他说明单位时间传输了多少个码元。比特率：是信息量传送速率单位，即每秒传输二进制代码位数。bit/s接收器Rx和发送器Tx的波特率设置相同。波特率计算公式 为： 其中，fCK 为 USART 时钟频率，USARTDIV 是一个存放在波特率寄存器 (USART_BRR)的一个无符号定点数。 其中 DIV_Mantissa[11:0]位定义 USARTDIV的整数部分，DIV_Fraction[3:0]位定义 USARTDIV 的小数部分。 串口通信中常用的波特率为 4800、9600、115200 等。 三、USART的配置步骤 1、使能串口时钟及 GPIO 端口时钟
因为使用引脚的串口功能，所以在配置 GPIO 时要将设置为复用功能， 串口的 Tx 引脚配置为复用推挽输出， Rx 引脚为浮空输入，数据完全由外部输入决定。 3、初始化串口参数，包含波特率、字长、奇偶校验等参数 USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate =115200;//波特率设置 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 1结构体成员与组成部分知识重合，不做解释 4、使能串口 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口 1 5、设置串口中断类型并使能在接收到数据的时候（RXNE 读数据寄存器非空），我们要产生中断，那么我们开启中断的方法是： USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接收中断发送完数据时，要产生中断，可以配置如下： USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC， ENABLE); 6、设置串口中断优先级，使能串口中断通道 7、编写串口中断服务函数 void USART1_IRQHandler(void) //串口 1 中断服务程序 { u8 r; if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //判断 USARTx 的中断类型 USART_IT 是否产生中 { r =USART_ReceiveData(USART1);//串口接收读取到的数据//(USART1->DR); USART_SendData(USART1,r); //串口发送函数 while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET); } USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC); //最后通常会调用一个清除中断标志位的函数， }设置完了就可以正常使用串口了 五、printf重定向串口正常使用后，就可以对printf进行重定向了，何谓重定向呢？ 在 C 语言中 printf 函数默认输出设备是显示器，但是我们要实现在串口上显示，就需要重定义标准库函数里调用的与输出设备相关的函数。使用 printf 输出到串口，需要将 fputc 里面的输出指向串口,这一过程就叫重定向。 进行重定向，只需要将 fputc 里面的输 出指向 STM32 串口即可，fputc 函数有固定的格式，我们只需要在函数内操作 STM32 串口即可，代码如下： int fputc(int ch,FILE *p) //函数默认的，在使用 printf 函数时自动调用 { USART_SendData(USART1,(u8)ch); while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET); return ch; }如果要让其他的串口也使用 printf 函数，只需要修改下串口号即可 引用资料：《STM32F1xx中文参考手册》 《普中STM32F1xx开发攻略_V3.0--标准库版》 |
USART 有专门控制发送的发送器、控制接收的接收器，还有唤醒单元、中断控制等等。 使用 USART 之前需要向 USART_CR1 寄存器的 UE 位置 1 使能USART。
USART对应本芯片的PA9和PA10引脚，在USART1挂接在APB2上【本文地址】