STM32F103串口通讯编程实例

STM32F103微控制器系列是STMicroelectronics（意法半导体）生产的一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能微控制器。它广泛应用于工业控制、医疗设备、嵌入式系统等领域，由于其高性能和丰富的外设支持，也常被用作教学和研究。串口通讯（Serial Peripheral Interface，SPI）是一种常见的异步串行通讯协议，用于微控制器和各种外围设备之间的数据交换。 本知识点将围绕STM32F103的串口通讯进行详细解读，并提供一个基本的使用例子，适合新手学习。 ### 1. STM32F103串口通讯概述 STM32F103提供了多个USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter，通用同步/异步收发传输器）接口，这些USART接口可用于实现串行通讯，例如RS-232、RS-485、LIN以及IrDA（红外数据通讯协议）等。USART接口支持全双工的通讯方式，并且具有不同的数据位和停止位配置，支持奇偶校验等通讯参数设置。 ### 2. 硬件连接 串口通讯需要两个设备之间通过串口线进行连接。一般情况下，串口通讯使用的是TTL（Transistor-Transistor Logic）电平标准，因此在连接STM32F103和其他串口设备时，应注意电平匹配。STM32F103的TX（发送）和RX（接收）引脚分别连接到对方的RX和TX引脚。 ### 3. 软件配置 在STM32F103上使用串口通讯前，需要通过软件对相关的寄存器进行配置。这些配置通常包括： - 波特率：波特率定义了每秒传输的位数，例如9600、115200等。波特率的设置需要双方设备匹配。 - 数据位：可以选择数据的位数，例如8位或9位。 - 停止位：可以选择1位或2位停止位。 - 校验位：可以选择无校验位、奇校验或偶校验。 STM32的库函数中提供了串口初始化函数，通过这些函数可以方便地设置上述参数。 ### 4. 编程示例 以下是一个简单的STM32F103串口初始化和数据发送的代码示例： ```c #include "stm32f10x.h" // 串口初始化函数 void USART_Configuration(void) { USART_InitTypeDef USART_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能GPIOB时钟和USART1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); // 配置USART1的TX (PB.6) 为复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 配置USART1的RX (PB.7) 为浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // USART1配置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 使能USART1 USART_Cmd(USART1, ENABLE); } // 发送一个字节数据 void USART_SendByte(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t byte) { // 等待发送数据寄存器为空 while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); // 发送数据 USART_SendData(USARTx, byte); } int main(void) { // 初始化串口 USART_Configuration(); while (1) { // 发送字符 'A' USART_SendByte(USART1, 'A'); // 延时一段时间 for(volatile int i = 0; i < 50000; i++); } } ``` 上述代码首先进行GPIO和USART的配置，然后通过`USART_SendByte`函数发送字符。这个例子非常基础，实际应用中可能需要添加中断处理、接收数据等更复杂的通讯机制。 ### 5. 调试和测试 开发STM32F103项目时，需要使用调试器（如ST-LINK）连接开发板，并使用IDE（如Keil uVision、IAR Embedded Workbench或STM32CubeIDE）进行编程和调试。在调试过程中，可以通过串口监视器查看发送和接收的数据，进行通讯测试。 ### 6. 注意事项 - 在实际应用中，应该根据实际需求和外部设备的技术规范来设置通讯参数。 - 在多任务操作系统中进行串口通讯时，应该注意线程安全或使用中断驱动的方法来避免数据错乱。 - 在发送大量数据或连续通讯时，应该考虑缓冲区的设计，避免数据丢失。 通过本知识点的介绍，新手可以逐步掌握STM32F103微控制器的串口通讯基础，进而在更复杂的应用中灵活使用。