教学课件 11-与PC串口通信

项目四串口通信任务1与PC串口通信项目四串口通信任务1任务2与PC串口通信控制LED亮灭知识目标：1．知道串行通信工作原理及特点；2．掌握串口通信相关库函数。技能目标：1.能正确使用串口通信相关库函数。2.会串行通信的编程方法；素养目标：1．操作规范，符合5S管理要求；2．具备自主探究、勤学好问的态度。学习目标设计要求PC机给STM32的串口发送字符，STM32将接收到的字符再传回PC机，在PC机上通过串口调试助手完成上述功能，编写控制程序并进行系统调试。硬件设计硬件连接：

知识导航串行通信是STM32与外界进行信息交换的一种方式，被广泛应用于STM32双机通信、多机通信以及STM32与PC机之间通信等方面。知识导航UART异步通信方式引脚连接方法RXD:数据输入引脚（数据接受）TXD:数据发送引脚（数据发送）知识导航下面这些引脚默认的功能都是GPIO，在作为串口使用时，就要用到这些引脚的复用功能，在使用复用功能之前，必须对复用的端口进行设置。串口号RXDTXD1PA10PA92PA3PA23PB11PB104PC11PC105PD2PC12串口对应的引脚知识导航

STM32串口相关寄存器波特比率寄存器(USART_BRR)知识导航USART波特率与USART_BRR寄存器中的值USARTDIV关系如下： Tx/Rx波特率=其中：fPCLKx是给串口的时钟（PCLK1用于USART2、3、UART4、5，PCLK2用于USART1），USARTDIV是一个无符号的定点数。

知识导航例1：如果DIV_Mantissa=27，DIV_Fraction=12(USART_BRR=0x1BC)，则Mantissa(USARTDIV)=27Fraction(USARTDIV)=12/16=0.75所以USARTDIV=27.75知识导航例2：要求USARTDIV=25.62,如何设置寄存器USART_BRR？DIV_Fraction=16*0.62=9.92最接近的整数是：10=0xADIV_Mantissa=mantissa(25.620)=25=0x19所以USART_BRR=0x19A知识导航例3：要求USARTDIV=50.99,如何设置寄存器USART_BRR？DIV_Fraction=16*0.99=15.84最接近的整数是：16=0x10=>DIV_frac[3:0]溢出

=>进位必须加到小数部分DIV_Mantissa=mantissa(50.990+进位)=51=0x33所以USART_BRR=0x330，USARTDIV=51知识导航实例：设置USART1串口的波特率是115200bps,如何设置寄存器USART_BRR的值？USARTDIV=72000000/(16*115200)=39.0625整数部分DIV_Mantissa=39=0x27小数部分DIV_Fraction=16*0.0625=1所以USART_BRR=0x271知识导航

STM32串口相关寄存器控制寄存器1(USART_CR1)控制寄存器USART_CR1，只用了低14位，高18位保留知识导航位13（UE）USART使能。0：USART分频器和输出被禁止；1：USART模块使能。位12（M）定义了数据字的长度。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。位6（TCIE）发送完成中断使能。0：禁止产生中断；1：当USART_SR中的TC为’1’时，产生USART中断。位5（RXNEIE）接收缓冲区非空中断使能。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。位3（TE）发送使能发送器。0：禁止发送；1：使能发送。位2（RE）接收使能。0：禁止接收；1：使能接收，并开始搜寻RX引脚上的起始位。知识导航

STM32串口相关寄存器数据寄存器(USART_DR)位8:0（DR）是数据值，这9位包含了发送或接收的数据。USART_DR是由两个寄存器组成的，一个是用发送（TDR），一个是用接收（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输出移位寄存器之间的并行接口；RDR寄存器提供了输入移位寄存器和内部总线之间的并行接口。知识导航

STM32串口相关寄存器状态寄存器(USART_SR)位6（TC）发送完成标志位。0：发送还未完成；1：发送完成。位5（RXNE）读数据寄存器非空标志位。0：数据没有收到；1：收到数据，可以读出。位0（PE）是校验错误。0：没有奇偶校验错误；1：奇偶校验错误。知识导航函数USART_Init函数原型：voidUSART_Init(USART_TypeDef*USARTx,USART_InitTypeDef*USART_InitStruct);函数功能：完成指定串口初始化，主要是配置串口的参数。参数1：选择要初始化的串口。参数2：结构USART_InitTypeDef的指针。知识导航USART_InitTypeDef结构体typedefstruct{u32USART_BaudRate;u16USART_WordLength;u16USART_StopBits;u16USART_Parity;u16USART_HardwareFlowControl;u16USART_Mode;u16USART_Clock;u16USART_CPOL;u16USART_CPHA;u16USART_LastBit;}USART_InitTypeDef;知识导航USART_BaudRate：用于设置串口传输的波特率。USART_WordLength：定义一帧数据中传输或接收到的数据位数。知识导航USART_StopBits：指定发送的停止位数目。USART_Parity:定义奇偶模式。知识导航USART_HardwareFlowControl：指定硬件流控制模式使能还是禁止。USART_Mode：指定使能或禁止发送和接收模式知识导航实例USART_InitTypeDefUSART_InitStrue;USART_InitStrue.USART_BaudRate=115200;USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;USART_Init(USART1,&USART_InitStrue);知识导航函数USART_Cmd函数原型：voidUSART_Cmd(USART_TypeDef*USARTx,FunctionalStateNewState);

函数功能：用于使能串口。参数1：要使能的串口。参数2：串口的状态Enable或Disable。例如：

USART_Cmd(USART1,ENABLE);知识导航函数USART_SendData函数原型：

voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,u8Data);

函数功能：通过串口USARTx发送单个数据。参数1：要发送数据的串口USARTx。参数2：待发送的数据。例如：

USART_SendData(USART1,dat);知识导航函数USART_ReceiveData函数原型：

u8USART_ReceiveData(USART_TypeDef*USARTx);

函数功能：返回USARTx新接收到的数据。参数：用于接收数据的串口USARTx。例如：

dat=USART_ReceiveData(USART1);知识导航函数USART_GetFlagStatus函数原型：

FlagStatusUSART_GetFlagStatus(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_FLAG);

函数功能：检查指定的USART标志位设置与否。参数1：待检查的串口USARTx。参数2：待检查的USART标志位。返回值：SET(接收/发送寄存器非空)或RESET(接收/发送寄存器为空)。知识导航知识导航实例if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==SET){ intdat; dat=USART_ReceiveData(USART1); USART_SendData(USART1,dat); while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);}任务实现串口时钟使能，GPIO时钟使能:RCC_APB2PeriphClockCmd();GPIO端口模式设置:GPIO_Init();PA9设置成复用功能的推挽输出(GPIO_Mode_AF_PP)PA10设置成浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING)串口参数初始化：USART_Init();使能串口:USART_Cmd();数据发送和接收:USART_GetFlagStatus()、USART_SendData()、USART_ReceiveData()。拓展练习：利用STM32中断系统实现：PC机给STM32的串口发送字符，STM32将接收到的字符再传回PC机。技能训练知识导航函数USART_ITConfig函数原型：

voidUSART_ITConfig(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_IT,FunctionalStateNewState);

函数功能：使能或禁止指定的USART中断。参数1：指定的串口USARTx。参数2：待使能或禁止的USART中断源。参数3：设置USARTx中断的状态（ENABLE或者DISABLE）。知识导航例如：USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);知识导航函数USART_GetITStatus函数原型：

ITStatusUSART_GetITStatus(USART_TypeDef*USARTx,u16USART_IT);

函数功能：检查指定的USART中断是否发生。参数1：待检查的串口USARTx。参数2：待检查的USART中断源。返回值：SET(发生中断)或RESET(未发生中断)。知识导航中断服务函数USART1_IRQHandlervoidUSART1_IRQHandler(void){ if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==