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03 洋桃开发板笔记(三) 最基本的USART的串口使用

 用久智能 2020-07-05
  • 在此声明一下所有代码均为 杜洋工作室 的不允许复制,转发等,本人只是在此程序上进行理解和注释。

接着上一个笔记,上一个是用按钮对LED灯的点亮,接下来研究一下串口的基本使用。在洋桃开发板上进行用usart通信,对小电灯的控制。
本次就不讲LED灯的控制说明,如果不懂的话可以看我上一个笔记:https://blog.csdn.net/qq_40546576/article/details/98090105


我给我自己出了一个小题目,结合上两次的笔记内容

  • 可以让按钮和电脑键盘进行控制小灯

  • 每次都发会终端小灯状态

  • 电脑终端可以显示是什么输入控制;


在主要内容之前,我们添加按键消抖程序,写入在自己编写的key.c文件中,并且需要在key.h文件中声明一下u8 KEY_IN(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);去抖函数函数。这样子就不要在主函数中编写去抖函数了。

u8 KEY_IN(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)//按键软件去抖
{
	u8 i=0; //声明一个变量,0表示没有按键按下,1表示按键按下
	if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx, GPIO_Pin))//读是否有按键按下
	{
		delay_ms(20); //延时1毫秒	
		if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx, GPIO_Pin))//再次确认是否有按键按下
		{
			i=1;//设置按键按下变量为1
		}	
	}
	return i;//函数返回按键状态变量		
}

首先我们要编写需要用到文件,usart.c和usart.h,这两个名字没有强制要求


usart.h文件编写

这里顺便声明了usart2,usart3的相关变量

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "stdio.h"	
#include "sys.h" 

#define USART_n		USART1  //定义使用printf函数的串口,其他串口要使用USART_printf专用函数发送

#define USART1_REC_LEN  			200  	//定义USART1最大接收字节数
#define USART2_REC_LEN  			200  	//定义USART2最大接收字节数
#define USART3_REC_LEN  			200  	//定义USART3最大接收字节数

//不使用某个串口时要禁止此串口,以减少编译量
#define EN_USART1 			1		//使能(1)/禁止(0)串口1
#define EN_USART2 			0		//使能(1)/禁止(0)串口2
#define EN_USART3 			0		//使能(1)/禁止(0)串口3
	  	
extern u8  USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符 
extern u8  USART2_RX_BUF[USART2_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
extern u8  USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
 
extern u16 USART1_RX_STA;         		//接收状态标记	
extern u16 USART2_RX_STA;         		//接收状态标记	
extern u16 USART3_RX_STA;         		//接收状态标记	

//函数声明
void USART1_Init(u32 bound);//串口1初始化并启动
void USART2_Init(u32 bound);//串口2初始化并启动
void USART3_Init(u32 bound);//串口3初始化并启动
void USART1_printf(char* fmt,...); //串口1的专用printf函数
void USART2_printf(char* fmt,...); //串口2的专用printf函数
void USART3_printf(char* fmt,...); //串口3的专用printf函数

#endif

usart.c文件编写

一般编写的时候我们主要编写中断服务程序内容就可以,大多数东西不要改变,注意是否开启中断

#include "sys.h"
#include "usart.h"
	  	 
//使UASRT串口可用printf函数发送
//在usart.h文件里可更换使用printf函数的串口号	  
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE {
	int handle; 
}; 
FILE __stdout;       
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
_sys_exit(int x){ 
	x = x; 
} 
//重定义fputc函数 
int fputc(int ch, FILE *f){      
	while((USART_n->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
    USART_n->DR = (u8) ch;      
	return ch;
}
#endif 


/*
USART1串口相关程序
*/
 
#if EN_USART1   //USART1使用与屏蔽选择
u8 USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15,	接收完成标志
//bit14,	接收到0x0d
//bit13~0,	接收到的有效字节数目
u16 USART1_RX_STA=0;       //接收状态标记	  

/*
USART1专用的printf函数
当同时开启2个以上串口时,printf函数只能用于其中之一,其他串口要自创独立的printf函数
调用方法:USART1_printf("123"); //向USART2发送字符123
*/
void USART1_printf (char *fmt, ...){ 
	char buffer[USART1_REC_LEN+1];  // 数据长度
	u8 i = 0;	
	va_list arg_ptr;
	va_start(arg_ptr, fmt);  
	vsnprintf(buffer, USART1_REC_LEN+1, fmt, arg_ptr);
	while ((i < USART1_REC_LEN) && (i < strlen(buffer))){
        USART_SendData(USART1, (u8) buffer[i++]);
        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET); 
	}
	va_end(arg_ptr);
}

void USART1_Init(u32 bound){ //串口1初始化并启动
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1,GPIOA时钟
     //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  
    //USART1_RX	  PA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 
   //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器 
   //USART 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
	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
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);//开启ENABLE/关闭DISABLE中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口 
}

//串口1中断服务程序(固定的函数名不能修改)
void USART1_IRQHandler(void){ 	
	u8 a;
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)		
		a =USART_ReceiveData(USART1);//读取接收到的数据
		switch (a){
				case '1':
					GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED1, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1))); //LED控制
					if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1)){
						printf("电脑键盘1按下 \t LED1 灯亮 \n\r");
					}else{
						printf("电脑键盘1按下 \t LED1 灯灭 \n\r");
					};			
					break;
				case '2':
					GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED2, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2))); //蜂鸣一声
					if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2)){
						printf("电脑键盘2按下 \t LED1 灯亮 \n\r");
					}else{
						printf("电脑键盘2按下 \t LED1 灯灭 \n\r");
					};
					break;
				default:
					break;
			}
	} 
} 
#endif

main.c函数编写

编写注意点

  • 相关的头文件导入

  • 相关驱动函数的初始化

  • 因为用的时USART串口进行通信,我们选择中断还是查询

  • 查询方式接收标志函数主要用到USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)

  • 中断方式接收标志函数主要用到
    USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE)

  • 接收数据函数
    USART_ReceiveData(USART1)

#include "stm32f10x.h" //STM32头文件
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"

int main (void){//主程序
	u8 a; //查询时的接受数据变量,如果用中断就可以去掉,编译时就没有警告!
	RCC_Configuration(); //时钟设置
	LED_Init();
	KEY_Init();//按键初始化
	USART1_Init(115200); //串口初始化,参数中写波特率



	while(1) //	USART串口研究
	{
		if(KEY_IN(KEYPORT, KEY1))  //判断key1是否按下
		{
			GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED1, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1)));	//改变LED1灯的状态
			if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1)){ //用输出函数把相应的状态发给电脑
				printf("KEY1按下 \t LED1 灯亮 \n\r");
			}else{
				printf("KEY1按下 \t LED1 灯灭 \n\r");
			}
			while(!GPIO_ReadInputDataBit(KEYPORT, KEY1));//等待按键松开
		}

		if(KEY_IN(KEYPORT, KEY2))//判断key2是否按下
		{
			GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED2, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2)));	//改变LED2灯的状态
			if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2)){ //用输出函数把相应的状态发给电脑
				printf("KEY2按下 \t LED2 灯亮 \n\r"); 
			}else{
				printf("KEY2按下 \t LED2 灯灭 \n\r");
			}
			while(!GPIO_ReadInputDataBit(KEYPORT, KEY2));//等待按键松开
		}

		//查询方式接收
		if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) != RESET){ //查询串口待处理标志位
			a =USART_ReceiveData(USART1);//读取接收到的数据
			switch (a){
				case '1': //判断电脑键盘1是否按下
					GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED1, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1))); //LED控制
					if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED1)){
						printf("电脑键盘1按下 \t LED1 灯亮 \n\r");
					}else{
						printf("电脑键盘1按下 \t LED1 灯灭 \n\r");
					};			
					break;
				case '2': //判断电脑键盘2是否按下
					GPIO_WriteBit(LEDPORT, LED2, (BitAction) (!GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2))); //LED控制
					if(GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT, LED2)){
						printf("电脑键盘2按下 \t LED1 灯亮 \n\r");
					}else{
						printf("电脑键盘2按下 \t LED1 灯灭 \n\r");
					};//
					break;
				default:printf("电脑键盘输入有误! \n\r"); //识别电脑发来数据有误,发给电脑提示

					break;
			}		  
		}

		
	}

}

自我总结
/**研究注意点

1-GPIO的控制越来越熟练了
2-用USART串口时,一定要知道时用中断,还是查询,并且在USART初始化中给出明确的状态
3-本次中断服务程序与查询服务程序相似
4-洋桃已经把STM32输出函数已经写好不需要修改和编写
5-但是需要编写接收函数,即服务程序(中断还是查询)


参考来源:


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