USART——串口通訊

開發平臺

• 野火F429開發板
• 標準庫

通訊基本概念

• 同步通訊和異步通訊
  同步通訊和異步通訊的區別在於有沒有時鐘信號線
• 全雙工、半雙工、單工通訊
  全雙工可以收發同時進行
  半雙工可以收發但不可同時進行
  單工只能收或發

USART

• 三大時序：USART、I2C、SPI，USART是其中之一了
• USART時序：起始位爲低電平、然後發送數據8位數據是沒有校驗位的，9位數據是有校驗位的、停止位爲高電平。時序如下圖：（字長爲8）
  

現在我使用串口一般都是打印調試信息或者藍牙通訊 ，只會用到TX和RX,不需要用到時鐘信號線，所以是異步半雙工
如果想要操作寄存器，那就要看功能框圖了

1.TX發送數據引腳、RX接受數據引腳，所以要把引腳配置爲串口複用引腳（每個串口對應的引腳都不一樣，這樣查看手冊）
2.發送數據寄存器和接收數據寄存器，還有發送移位寄存器和接受移位寄存器
發送數據時，發送寄存器將數據一位位的移向移位寄存器發送出去
接收數據時，將數據接收到移位寄存器然後再移向接收寄存器
3.控制寄存器CR1：要使能USART、設置數據位（字長）、是否開啓校驗位、奇校驗還是偶校驗、作爲發送器還是作爲接收器（使能）

4.波特率設置，直接操作寄存器的時候要自己算出數值，然後寫入寄存器，如果用標準庫就不需要計算了，已經算好了。公式如下：
OVER8：過採樣模式，根據選擇的模式去更改權位（計算小數的時候）

使用標準庫的話上面的瞭解一下就好了

• 串口的四個參數：波特率、數據位、校驗位、停止位。
• 波特率：每秒中傳輸了多少個碼元
• 數據位：八位或者九位，八位是沒有校驗位九位是有校驗位
• 使能了校驗位之後每個字符的數據幀格式：啓動位+數據位+校驗位+停止位
  沒有使能校驗位每個字符的數據幀格式：啓動位+數據位+停止位
• 停止位：表示數據已經發送完成了，停止位長傳輸準確率高，效率低 停止位分爲0.5位、1位、1.5位、2位
  0.5位和1.5位用在智能卡模式，一般情況下用1位停止位，2位停止位一般用於USART模式、單線模式、調制解調器模式。
• 一般情況：波特率：115200、數據位：8位、無校驗位、停止位：1位
  要想實現通訊，發送設備和接受設備波特率、數據位、校驗位、停止位必須相同纔可實現通訊
  1.初始化串口的引腳
  2.配置串口的參數
  3.編寫發送字符串函數
  4.重定向printf函數和scanf函數
  什麼是重定向？簡單來說，你喝水要喝進肚子裏，可是你喝的時候是喝進腦子裏的，你必須重定向才能讓水喝進肚子裏。

代碼如下：

#ifndef __USART__H
#define __USART__H

#include "main.h"

#define USART_TX_CLOCK                  RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define USART_RX_CLOCK                  RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define USART_TX_PORT                   GPIOA
#define USART_RX_PORT                   GPIOA
#define USART_TX_PINSOURCE              GPIO_PinSource9            
#define USART_RX_PINSOURCE              GPIO_PinSource10           
#define USART_AF                         GPIO_AF_USART1
#define USART_TX_PIN                    GPIO_Pin_9
#define USART_RX_PIN                    GPIO_Pin_10

#define USART_CLOCK_Cmd()               RCC_APB2PeriphClockCmd(USART_CLOCK,ENABLE)
#define USART_CLOCK                     RCC_APB2Periph_USART1
#define USART                           USART1  
#define BAUDRATE                        115200                 

void USART_GPIO_Config(void);
void USART_Config(void);
void USATR_Sendbyte(uint16_t data);
void USART_Sendstring(char *string);
int fputc(int ch, FILE *f);


#endif

#include "usart.h"

void USART_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    /*開USART引腳複用時鐘*/
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(USART_TX_CLOCK|
                           USART_RX_CLOCK,ENABLE);
    /*
    **複用模式
    **不上拉不下拉
    **TX->PB6    RX->PB7
    */
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_High_Speed;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=USART_TX_PIN;
    GPIO_Init(USART_TX_PORT,&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=USART_RX_PIN;
    GPIO_Init(USART_RX_PORT,&GPIO_InitStruct);
    /*設置複用功能*/
    GPIO_PinAFConfig(USART_TX_PORT,USART_TX_PINSOURCE,USART_AF);
    GPIO_PinAFConfig(USART_RX_PORT,USART_RX_PINSOURCE,USART_AF);
}

void USART_Config(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    /*引腳配置*/
    USART_GPIO_Config();
    /*開串口時鐘*/
    USART_CLOCK_Cmd();
    /*
    **波特率115200
    **發送和接收模式
    **無校驗位
    **停止位爲1
    **8位數據位
    **不使用硬件流
    */
    USART_InitStruct.USART_BaudRate=BAUDRATE;
    USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;
    USART_Init(USART,&USART_InitStruct);
    /*使能串口*/
    USART_Cmd(USART,ENABLE);
}

void USATR_Sendbyte(uint16_t data)
{
    USART_SendData(USART,data);
    while(USART_GetFlagStatus(USART,USART_FLAG_TXE)==RESET);
}

void USART_Sendstring(char *string)
{
    unsigned int i=0;
    do
    {
        USATR_Sendbyte(*(string+i));
        i++;
    } while (*(string+i)!='\0');

    while(USART_GetFlagStatus(USART,USART_FLAG_TC)==RESET);
}


///重定向c庫函數printf到串口，重定向後可使用printf函數

int fputc(int data, FILE *f)
{
		/* 發送一個字節數據到串口 */
		USART_SendData(USART,(uint8_t) data);
		
		/* 等待發送完畢 */
		while (USART_GetFlagStatus(USART, USART_FLAG_TXE) == RESET);		
	
		return (data);
}

int fgetc(FILE *f)
{
    /*等待接受完畢*/
    while(USART_GetFlagStatus(USART,USART_FLAG_RXNE)==RESET);

    return (USART_ReceiveData(USART));
}