实验5： 串口通信实验 实验任务： 任务1：编写必要的函数，实现将printf和scanf重定向至串口1 任务2：利用重定向后的printf和scanf，按照用户选择（1或2），读取STM32F103ZET6的产品序列号或闪存容量，并通过串口发送在pc端显示。

### STM32F103ZET6 串口通信实现 `printf` 和 `scanf` 的重定向 为了将 `printf` 和 `scanf` 重定向到 USART1 并读取 STM32F103ZET6 的产品序列号和闪存容量，可以通过以下方法完成： #### 配置步骤说明 STM32 的每个串口都具有独立的波特率寄存器 `USART_BRR`，其中包含整数部分 `DIV_Mantissa` (bit4-bit15) 和小数部分 `DIV_Fraction` (bit0-bit3)[^1]。配置这些参数可以设置合适的波特率。 以下是完整的代码示例，用于实现 `printf` 和 `scanf` 的重定向以及读取设备信息的功能。 --- #### 示例代码 ```c #include "stm32f1xx.h" #include <stdio.h> // 定义全局变量存储用户输入的选择 char userChoice; // 初始化系统时钟 void SystemClock_Config(void) { RCC->CR |= RCC_CR_HSEON; // 启用外部高速晶振 while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)); // 等待HSE稳定 RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW; // 清零SW字段 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_1; // 设置SYSCLK为HSE } // 初始化USART1 void UART_Init(void) { // 启用GPIOA和UART1时钟 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_USART1EN; // 配置PA9作为TX, PA10作为RX GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE9_1 | GPIO_CRL_CNFPD9_1; GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_MODE9_0 | GPIO_CRL_CNFPD9_0); GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE10_1 | GPIO_CRL_CNFPD10_2; // 配置波特率为115200 USART1->BRR = 0x0683; // 波特率计算基于72MHz SYSCLK // 启用发送和接收功能 USART1->CR1 |= USART_CR1_TE | USART_CR1_RE; // 启用USART1 USART1->CR1 |= USART_CR1_UE; } // 发送字符函数 int fputc(int ch, FILE *f) { while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE)); USART1->DR = (ch & 0xFF); return ch; } // 接收字符函数 int fgetc(FILE *f) { while (!(USART1->SR & USART_SR_RXNE)); return USART1->DR; } // 获取产品序列号模拟函数 const char* GetProductSerial() { return "ABCDEF12345"; // 假设这是产品的序列号 } // 获取闪存容量模拟函数 const char* GetFlashSize() { return "512KB"; // 假设这是芯片的闪存大小 } int main(void) { SystemClock_Config(); // 配置系统时钟 UART_Init(); // 初始化USART1 printf("\r\nWelcome to the STM32 Serial Communication Example!\r\n"); printf("Enter 'S' to read Product Serial Number or 'F' to read Flash Size:\r\n"); scanf("%c", &userChoice); if (userChoice == 'S') { const char* serialNumber = GetProductSerial(); printf("Product Serial Number: %s\r\n", serialNumber); } else if (userChoice == 'F') { const char* flashSize = GetFlashSize(); printf("Flash Size: %s\r\n", flashSize); } else { printf("Invalid Input! Please enter 'S' or 'F'.\r\n"); } while (1); // 主循环保持运行状态 } ``` --- #### 功能描述 1. **初始化系统时钟**: 使用 HSE（外部高速晶振）作为系统时钟源，并将其频率设置为 72 MHz。 2. **初始化 USART1**: 将 GPIOA 的 PA9 和 PA10 分别配置为 TX 和 RX 模式，并设置波特率为 115200 bps[^1]。 3. **重定向标准 I/O 函数**: - 使用 `fputc` 函数将数据写入 USART1 数据寄存器，从而实现 `printf` 输出到串口。 - 使用 `fgetc` 函数从 USART1 数据寄存器读取数据，从而实现 `scanf` 输入来自串口的数据。 4. **获取设备信息**: - 用户可以选择输入 `'S'` 来读取产品序列号或输入 `'F'` 来读取闪存容量。 - 设备信息通过预定义字符串返回并打印到 PC 端。 --- #### 注意事项 - 上述代码中的 `GetProductSerial()` 和 `GetFlashSize()` 是简化版的模拟函数，在实际应用中可能需要调用 HAL 库或其他驱动程序来访问硬件特定的信息。 - 如果使用其他开发环境（如 Keil 或 STM32CubeIDE），需确保正确链接 C 标准库以支持 `printf` 和 `scanf`。 ---