STM32 Nucleo初级例程3：串口驱动实现(printf打印字符）

fengye5340

在“玩转”了STM32-NUCLEO-072RB上的LED点灯以后，学习其他模块就变得非常容易了。这篇文章讲一下串口驱动代码的实现。实现串口驱动后，就可以借助串口调试助手来查看MCU发送过来的各种信息，方便对MCU进行高级、复杂的程序开发和调试。这部分内容分为两大部分，先来讲解一下串口基本知识和STM32的串口模块及用到的串口库函数，再来看一下在KEIL-MDK里面的代码实现。
一、串口及几个常用概念
         串口通信也称异步串行通信，是计算机、仪器仪表必备的一种简单通信接口，可以实现两个仪器或PC机之间近距离(15米)低速(100k)通信，采用三线方式（收，发，地线）的全双工方式进行。 串口通信要考虑几个重要参数：波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
波特率：表示每秒钟传送的bit 的个数！常见波特率：2400/9600/115200
数据位：发送的数据位数，常用7位/9位/8位
停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1位/1.5 位/2 位
奇偶校验：串口通信中一种简单的数据检错方式，常用：奇校验/偶校验/无
这些是串口基本内容，针对不同的MCU，实现的功能也有所不同，下面看一下具体的STM32F072RB的串口模块功能
二、STM32F072RBT6串口模块介绍
STM32F072RBT6具有4路USART 接口,特点如下：
1、提供硬件的CTS, RTS and RS485 DE 信号
2、支持多处理器通信、同步通信、单线半双工模式和DMA连续通信
3、支持多种通信协议
更深入的特性，如下图：

串口的结构框图是这样的:

一般我们用串口时，采用USART1和USART2就足够了，一个和电脑通信，一个和仪器通信。和电脑通信时，要有硬件的232通信通道，现在电脑端都带有232接头。对于电路板卡或者套件或开发平台，有些增加了232通信电路，有些仅有TXD/RXD引脚线排针。针对前者，采用正常的232通信电缆就可以；对于后者，需要采用USB转TTL线的方式。此STM32-NUCLEO-072RB开发平台属于后者，它在ST-LINKV2-1仿真器部分实现了虚拟串口，同时也引出了TXD/RXD引脚，也可以采用其他引脚。它在与电脑通信时，就要通过仿真器或者一个USB转TTL线来连接。下面看一下具体的硬件电路。
三、STM32-NUCLEO-072RB开发板硬件串口通信通道：
1、利用ST-LINK/V2-1虚拟串口通信：

2、利用MCU的引脚+USB转TTL线实现串口通信
STM32072RB的具有四个串口，引脚可以重映射，使用PA0/PA1 , PA2/PA3, PA9/PA10,PA14/PA15, PB10/PB11, PC4/PC5, PC10/PC11引脚均可以实现串口通信。

下面看一下STM32的串口库函数内容
四、STM32 串口库函数介绍
串口库函数内容定义在：stm32f0xx_usart.c/stm32f0xx_usart.h文件中,    要理解串口结构体：USART_InitTypeDef的内容

这个结构体定义了串口几个参数内容。下面看一下USART_InitTypeDef的各个成员定义。

在编程时，只要根据定义进行相应设置就行了。下面是常用的串口库函数：
串口初始化函数：USART_Init()
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
串口使能：USART_Cmd()
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
串口发送函数：USART_SendData()
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
串口接收函数：USART_ReceiveData ()
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
打开串口中断USART_ITConfig()
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint32_t USART_IT, FunctionalState NewState);
清除标志位USART_ClearFlag()
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint32_t USART_FLAG);
查询串口状态：USART_GetFlagStatus()
查询接收数据寄存器是否非空
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)
查询发送数据寄存器是否已空
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)
下面是定义的一些串口发送和接收寄存器状态位，这些非常重要

有了这些库函数和宏定义，看一下具体的串口驱动代码实现
五、KEIL-MDK工程软件代码实现
1、Keil-mdk工程模板中加入UART.C文件，在includes.h文件中加入UART.H头文件

2、 UART.H头文件里面增加端口PA9/PA10的宏定义

3、串口端口初始化和串口模块初始化Uart_Init()函数的代码实现：


4、串口发送和接收字符函数及printf()重定向函数代码实现

实现了printf()函数以后，就可以像TurboC语言那样输出格式化字符或者字符串到电脑上了。
5、main.c主函数代码实现：

在主函数里面，配置好初始化代码后，先向PC机发送两个字符串，然后利用查询方式接收PC发送来的非空字符，再将字符回传显示到PC机串口调试助手上。
实验现象如下：

代码地址链接
https://www.eeboard.com/bbs/thread-39696-1-1.html
摩尔吧视频地址链接
https://www.moore8.com/courses/306