4 H2 ~, Y0 D  O
6 v) m+ e: e- Y+ [: V" Z2 \

一、概述

1、UART简介

     UART:通用同步/异步串行接收/发送器，由时钟发生器、数据发送器和接收器三大部分组成。UART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。STM32F407IGT6具有6个UART收发器，可使用相应的代码使能后使用。

2、UART特点

• 全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据)。
• 同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步。
• 支持8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据桢结构。
• 由硬件支持的奇偶校验位发生和检验。
• 数据溢出检测。
• 帧错误检测。
• 包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器。
• 三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成。
• 支持多机通信模式。
• 支持倍速异步通信模式。
  

3、UART时序                              

           图4_0 UART时序

空闲位：高电平。

启动位：一个低电平。

字符数据：可以选择8和9位数据位。

奇偶校验位：根据需要选择是否进行校验。

停止位：一个高电平。

4、TTL、RS232、RS485、RS422通信

TTL、RS232、RS485都是指电平信号，USART可使用相应的电平转换芯片，实现这三种通信。

• TTL：电平信号数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。通讯方式为全双工通信。
• RS232：232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”为-3到-15V;逻辑“0”为+3到+15V。通讯方式为全双工，通讯距离15m，RS-232的数据最高传输速率为20Kbps。
• RS485：RS485采用差分信号负逻辑，逻辑"1”以两线间的电压差为-(2~6)V表示;逻辑"0"以两线间的电压差为+(2~6)V表示。通讯方式为半双工，通讯距离1200m，RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
• RS422：RS422采用两对差分线传输数据，电平与RS485相同。通讯方式为全双工，通讯距离1200m，RS-422的数据最高传输速率为10Mbps。
  

二、硬件电路

$ C/ q- c/ k- y& Z

                                             

                                         图4_1UART引脚图

           图4_2UART转USB

  本试验使用的芯片STM32F407IGT6，使用UART为UART_4，引脚位PA0和PA1，经过串口转USB芯片CH340转换后，可通过USB接口与计算机通讯。

三、 实验原理

  计算机安装 CH340 驱动后，可通过串口工具来接收串口发送的数据和向串口发送给数据。用串口工具打开iCore3对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制ARM LED的亮灭情况。串口命令如下表：

LED_RED_ON\cr\lf	LED 红灯亮
LED_RED_OFF\cr\lf	LED 红灯灭
LED_BLUE_ON\cr\lf	LED 蓝灯亮
LED_BLUE_OFF\cr\lf	LED 蓝灯灭
LED_GREEN_ON\cr\lf	LED 绿灯亮
LED_GREEN_OFF\cr\lf	LED 绿灯灭

              表4_1： 串口控制命令
% C# a+ `/ S- Z, ~

                          图：4_3 控制实例

四、源代码

1.USART初始化结构体介绍

1. typedefstruct
   
2. {
   
3. uint32_tUSART_BaudRate;           
   
4. uint16_tUSART_WordLength;         
   
5. uint16_tUSART_StopBits;           
   
6. uint16_tUSART_Parity;              
   
7. uint16_tUSART_Mode;               
   
8. uint16_tUSART_HardwareFlowControl;
   
9. } USART_InitTypeDef;

复制代码

• 波特率：每秒传输的二进制位个数。
• 数据长度：可选择8位，9位。
• 停止位：可选择0.5位、1位、1.5位和2位。
• 校验位：可选择无校验、奇校验、偶检验。
• USART模式：可选择接收模式、发送模式、收发模式。
  

2．主函数
- H/ G* y* T2 R3 d

1. /*
   + B" i$ W* S5 {: G
2. * Name                : main
   ( m; V" \1 \+ r' d
3. * Description         : ---
   
4. * Author              : ysloveivy.
   0 f8 R- |! r7 U9 J4 |' {7 h5 l% L
5. *
   : C. T2 A2 R; J  N+ n9 j" H
6. * History
   
7. * --------------------
   
8. * Rev                 : 0.00
   
9. * Date                : 11/21/2015
   ; q; U0 Y5 z; k4 H& X1 _
10. *
    
11. * create.
    
12. * --------------------
    
13. */
    
14. int main(void)
    9 s7 \' c& V, I# q; W5 x
15. {
    
16.         inti;
    - o$ f; P1 c" p5 n" f/ _# F
17.         char buffer[20];
    " n& c1 p! m5 z! `
18.         led.initialize();
    3 [" |2 z  O% M9 b0 b3 n
19.         usart4.initialize(9600);
    ! I/ ~& j3 B9 D7 J& C( {
20.         usart4.printf("hello! I am iCore3!\r\n");                              //串口4输出
    3 `: g9 `. Z, x8 _$ p
21.         while(1){
    
22.                 if(usart4.receive_ok_flag){                                          //接收完成
    
23. usart4.receive_ok_flag = 0;
    & }( k+ W2 l; X0 t$ E( K+ Z% X
24.                         for(i = 0;i <20;i++){
    
25.                                 buffer[i] = tolower(usart4.receive_buffer[i]);
    
26.                         }
    
27.                         //比较接收信息
    
28.                         if(memcmp(buffer,"led_red_on",strlen("led_red_on")) == 0){
    
29.                                 LED_RED_ON;
    
30.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    - O% G! N: R- E4 n" ^/ ]
31.                         }
    
32.                         if(memcmp(buffer,"led_red_off",strlen("led_red_off")) == 0){
    
33.                                 LED_RED_OFF;
    
34.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
35.                         }
    + ]( e; G* z3 V1 n2 z% p2 _7 ~
36.                         if(memcmp(buffer,"led_green_on",strlen("led_green_on")) == 0){
    & L# B3 ]8 {+ F/ [- L7 O% ]) o
37.                                 LED_GREEN_ON;
    
38.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
39.                         }
    9 S) A6 G  u# Q  }( g- R
40.                         if(memcmp(buffer,"led_green_off",strlen("led_green_off")) == 0){
    ' `6 O+ S  b  I3 J
41.                                 LED_GREEN_OFF;
    
42.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    6 x( h: [7 T9 |5 _% n
43.                         }
    
44.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_on",strlen("led_blue_on")) == 0){
    1 G# d& i  }2 {! m; ]
45.                                 LED_BLUE_ON;
    1 \4 s9 {% a5 G$ F( @/ D
46.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    : a7 |2 O6 C) j
47.                         }
    
48.                         if(memcmp(buffer,"led_blue_off",strlen("led_blue_off")) == 0){
    - Z7 z8 @; U' l, w3 T* l$ Y/ r! k* Q
49.                                 LED_BLUE_OFF;
    ' }' D4 Q- e3 u5 Z" p$ Z6 E
50.                                 usart4.printf("ok!\r\n");
    
51.                         }
    
52.                 }
    
53.         }
    # {) o+ Z4 b) r3 N  U3 x
54. }
    

复制代码

3.USART初始化及相关配置

1. /*
   " b, Y0 r; `% D- N! {
2. * Name               : initialize_usart4
   9 [6 P$ {2 |, D# C3 ~: c
3. * Description        : ---
   
4. * Author             : XiaomaGee
   0 o; k* b, n* X& _& Q  Z2 v' W
5. *
   
6. * History
   " O$ W6 L$ m; }8 \! @
7. * -------------------
   7 }$ F: e, t0 B. I% I* S  ^. Y9 k
8. * Rev                : 0.00
   
9. * Date               : 11/21/2015
   4 k/ V% k/ c: f* f" A7 w
10. *
    3 n; r0 j! Q$ T
11. * create.
    
12. * -------------------
    1 M. q' D8 o& f7 }( u
13. */
    
14. staticint initialize_usart4(unsignedlongintbaudrate)
    * H! s" r% v" F, j- {7 Y
15. {
    
16.         GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
    2 `" d9 n- Q. {# F6 F7 X
17.         USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;
    
18.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    3 t6 c/ @( G/ _  c* b% u8 U0 o
19. 
    / j& ]$ F; _' Z( ~$ b  h$ S
20.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);             // GPIO时钟使能
    . {, A+ b' r5 W4 y) z( y
21. 
    
22.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                        //PA0为复用推挽输出
    ) q; @" K2 Y$ I5 ]1 U, z1 `7 h
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    % i+ n1 J2 k& k4 K
25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
26. 
    
27.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;                        //PA1为浮空输入
      ~6 A: z# |, h6 g' s- a4 {- d5 g  S
28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    
29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
30.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
31. 
    
32.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_UART4);           //PA0引脚复用为UART4
    & O6 Z! i1 d- i* t* C2 d4 S
33.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_UART4);           //PA1引脚复用为UART4
    1 z7 p, o' M' U; F+ E3 n5 s& f
34. 
    $ y8 P( H+ |2 m. b, s3 ^
35.         USART_DeInit(UART4);
    3 h; ]5 T* I% H2 |! \/ ~$ H  k
36.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4, ENABLE);            //UART4时钟使能
    
37.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;                   //波特率
    
38.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;      //8个数据位
    / t5 p& K- `8 K% t# s7 N
39.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;           //1个停止位
    
40.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;             //无奇偶校验位
    4 C6 e! R$ Y- {( R
41.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    
42.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式
    
43.         USART_Init(UART4, &USART_InitStructure);                         //初始化UART4
    ( T" C9 O3 u$ F
44.         USART_Cmd(UART4, ENABLE);                                        //使能UART4
    
45.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_PE,ENABLE);
    
46.         USART_ITConfig(UART4,USART_IT_RXNE,ENABLE);                      //打开UART4的中断
    6 L1 X4 w, |3 b1 E0 ^4 Y7 i
47. 
    , s8 A$ U# m( n) M) V6 a
48.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn;
    6 a3 \4 X4 f3 v# P1 n
49.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    ! t$ F( N& a5 t1 |+ O" L9 h  M8 t% T" x- \
50.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    : |% i& B+ b. W. V* d
51.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
52.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
53. 
    ; Q3 R6 {; v; A& F
54.         return0;
    
55. }
    
56. /*
    
57. * Name               : send_buffer4
    
58. * Description        : ---
      F* z2 B1 s) U9 r, c) I7 A) `
59. * Author             : XiaomaGee
    
60. *
    
61. * History
    9 R3 o( h( ]$ ?# A3 N8 |& f. K, a
62. * -------------------
    
63. * Rev                : 0.00
    
64. * Date               : 11/21/2015
    
65. *
    
66. * create.
    7 m! w2 ?, X/ w  G9 ]$ b0 C7 ~
67. * -------------------
    " Z7 W% m) a' Z: u7 u
68. */
    % S/ e5 s2 |* p6 [
69. staticint
    
70. send_buffer4(void * buf,intlen)
    1 C1 M5 ?! P, k; {, A5 H1 g
71. {
    
72.         char *p = (char *)buf;
    , i3 T: K. i6 |1 W* }0 B
73. 
    5 o7 }7 p; c; o( Z1 T  U
74.         if(len<= 0)return -1;
    
75. 
    
76.         while(len --){
      b% ?/ A% y! Q2 T4 G) |
77.                 send_byte_to_usart4(*p);
    : }5 n( m9 ]) N: E4 K
78.                 p ++;
    % r) d: o3 B* q1 X
79.         }
    ' k6 a! h4 O+ R
80.         return0;
    
81. }
    
82. 
    - |* G6 k1 f# p" A  v" L
83. /*
    
84. * Name               : send_byte_to_usart4
    
85. * Description        : ---
    * |6 F6 O5 R, D( x$ t% j7 e/ M: S
86. * Author             : XiaomaGee
    
87. *
    & h+ E$ O# a% Y% H8 D" b
88. * History
    ) i( _; K  R7 e  L% F8 n6 N' o9 i
89. * -------------------
    
90. * Rev                : 0.00
    3 }% f4 p+ e- h$ L1 c7 l' x* J
91. * Date               : 11/21/2015
    ' S2 W% S. B% \/ _3 m) l( f
92. *
    : b# ?) V% K$ V! N9 f: o2 O
93. * create.
    3 H3 ?% X6 o4 B  b. n( {
94. * -------------------
    " F( }1 b& e( Q& _4 {
95. */
    
96. staticint
    ! y% g1 R. x0 j2 S4 B
97. send_byte_to_usart4(char data)                  //TTL通信
    $ N2 P5 b- O0 ]+ I" b) p
98. {
    
99.         while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));          //等待发送数据完成
    
100.         USART_SendData(UART4,data);                                       //将数据写入数据寄存器中
     4 @- b8 X8 B2 P" F1 i8 ?
101. 
     # S( R. O- S* C$ K. h: W8 r% x9 r
102.         return0;
     # ]; _. L* d1 Z8 g$ h5 i8 @. o% D
103. }
     
104. 
     9 M' i2 E! _& b' u% G$ {6 y2 Y  L
105. /*
     % z7 i6 H# l  b' ^- D+ D
106. * Name               : send_string_to_usart4
     
107. * Description        : ---
     
108. * Author             : XiaomaGee
     9 p1 X0 P1 b! s0 V% T
109. *
     ; N) e0 L: P2 h
110. * History
     
111. * -------------------
     ; T* W+ ?, {) ~
112. * Rev                : 0.00
     
113. * Date               : 11/21/2015
     + V. ]! t/ _" W6 W( `2 T
114. *
     
115. * create.
     . [0 g$ c# @! H1 S4 o* b
116. * -------------------
     & ]0 j3 |2 r! r& C9 T
117. */
     
118. staticint
     
119. send_string_to_usart4(char * str)
     
120. {
     $ Q; U0 `3 X9 X" l; B. O- ]0 M
121.         while(*str!='\0'){
     ' Z  Y, I: h, T; c0 P" J. l
122.                 while(!(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) == 1));
     
123.                 USART_SendData(UART4,*str++);
     
124.         }
     1 N; l, [1 A+ A2 T2 c: O
125.         return0;
     
126. }
     ' U7 G" y) C9 G! H' u8 H+ E% n* S" T
127. /*
     
128. * Name               : UART4_IRQHandler
     
129. * Description        : ---
     
130. * Author             : XiaomaGee
     
131. *
     
132. * History
     
133. * -------------------
     / T5 B+ G  c1 B" G- {
134. * Rev                : 0.00
     
135. * Date               : 11/21/2015
     
136. *
     * T0 {. E% V. X1 I4 A4 _& D
137. * create.
     0 R. V* H8 C0 ^* @# J1 m( u* C
138. * -------------------
     5 k' B- a* N4 V/ P3 M
139. */
     
140. int
     
141. UART4_IRQHandler(void)
     5 o3 P% t5 r, G
142. {
     + t# f; U4 t2 |1 G; J8 H8 B
143. while(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_RXNE) == 0);
     
144.         usart4.receive_buffer[usart4.counter++]=USART_ReceiveData(UART4); //接收数据
     6 Q# n7 t) k8 e/ M9 Z* b+ v
145. 
     , i# z0 i. }  B. J
146.         if(usart4.receive_buffer[usart4.counter - 1] == '\n'&& usart4.receive_buffer[usart4.counter - 2] == '\r'){
     # W7 K7 m1 m! g) x+ f: f. E( X
147.                         usart4.receive_buffer[usart4.counter-1]=0;
     
148.                         usart4.counter=0;
     
149.                 usart4.receive_ok_flag=1;
     
150. return0;
     3 O0 ]" }* V4 D
151. }
     
152. /*
     
153. * Name               : printf
     
154. * Description        : ---
       @2 A8 Q( u7 k: E4 q9 ]6 T
155. * Author             : XiaomaGee
     
156. *
     
157. * History
     ( D6 ?/ Q7 N  S& @
158. * -------------------
     
159. * Rev                : 0.00
     
160. * Date               : 11/21/2015
     ; {; p: f0 j0 y4 h0 w) i; F
161. *
     ( V3 m/ {# y0 e) _
162. * create.
     
163. * -------------------
     
164. */
     9 ]- M- ]7 b4 \2 q; T
165. staticint
     8 Q$ h3 i! _1 q, I. R
166. my_printf4(constchar * fmt,...)                             //串口4输出
     : ~7 F& ^8 ]9 u1 z, |3 n2 d
167. {
     
168.         __va_listarg_ptr;
     ( N0 N/ ?1 x' \- V: a9 Q2 Z! A
169.         charbuf[UART_BUFFER_SIZE];
     
170. 
     1 D0 Z/ i* a, I7 P
171.         memset(buf,'\0',sizeof(buf));
     
172. 
     * h$ V" V2 z1 _2 d( v% j
173.         va_start(arg_ptr,fmt);
     # {) i7 e  v! Z9 m. o# u5 O, ^+ F
174.         vsprintf(buf,fmt,arg_ptr);
     3 \; p4 I( ?6 N. f4 `# s
175.         va_end(arg_ptr);
     % N) J9 h3 J+ N( p
176. 
     ! i! m8 x% z: O+ a) j
177.         send_string_to_usart4(buf);
     
178. 
     
179.         return0;

复制代码

五、 实验现象

通过串口调试工具输入相应的命令，可以看到iCore3执行相应的明命令，LED按控制命令亮灭。

六、代码包下载

网盘：https://pan.baidu.com/s/1pJxluWF

感谢分享，已汇总到2月技术原创  https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-614799-1-1.html

好牛好贴

谢谢楼主的强大资源