串口通信是一種設備間非常常用的串行通行方式，其簡單便捷，大部分電子設備都支持。 

一、物理層 

常用RS-232標準，主要規定了信號的用途、通信接口以及信號的電平標準。 

“DB9接口”之間通過串口信號線建立起連接，串口信號線使用”RS-232標準“傳輸數據信號，這些信號通過記過電平轉換芯片轉換成控制器能識別的TLL標準的電平信號，才能實現通信。 

1.電平標準 

可分為TTL標準以及RS-232標準。 

常見的電子電路中常見TTL的電平標準，理想狀態使用5V表示二進制邏輯1，0V表示邏輯0；而為了增加串口通信的遠距離傳輸以及抗干擾能力，RS-232使用-15V表示邏輯1，+15V表示邏輯0。 

因為控制器一般使用TTL電平標準，所以常常使用MA3232芯片將TTL以及RS-232電平的信號進行互相轉換。

2.RS-232信號線 

最初RS-232串口標準常用于計算機、路由與調制調節器（“貓”）之間通信，設備被分為數據終端設備DTE（計算機、路由）和數據通信設備DCE（調制調節器）。舊臺式計算機，一般都有RS-232標準的COM口，也稱DB9接口。

DB9信號線說明

公頭標準接法，只要使用直通型串口線連接起來即可。

二、協議層 

協議層中，規定了數據包的內容，它由起始位、主體數據、校驗位以及停止位組成，通信雙方的數據包格式要約定一致才能正常收發數據 。 

1、波特率 

異步通信中由于沒有時鐘信號，所以2個通信設備需約定好波特率，常見的有4800、9600、115200等。 

2、通信的起始和停止信號 

串口通信的一個數據包從起始信號開始，知道停止信號結束。數據包的起始信號由一個邏輯0的數據位表示，而數據包的停止信號可由0.5、1、1.5或2個邏輯1的數據位表示，只要雙方約定一致即可。 

3、有效數據 

在數據包的起始位之后緊接著的就是要傳輸的主體數據內容，也稱為有效數據，有效數據的長度常被約定為 5、6、7或 8位長 

4、數據校驗 

在有效數據之后，有一個可選的數據校驗位。由于數據通信相對容易受到外部干擾導致傳輸數據出現偏差，可以在傳輸過程加上校驗位來解決這個問題。校驗方法有奇校驗(odd)、偶校驗(even)、0校驗(space)、1校驗(mark)以及無校驗(noparity)。 奇校驗要求有效數據和校驗位中“1”的個數為奇數，比如一個 8 位長的有效數據為：01101001，此時總共有 4 個“1”，為達到奇校驗效果，校驗位為“1”，最后傳輸的數據將是 8 位的有效數據加上 1 位的校驗位總共 9 位。 

偶校驗與奇校驗要求剛好相反，要求幀數據和校驗位中“1”的個數為偶數，比如數據幀：11001010，此時數據幀“1”的個數為 4 個，所以偶校驗位為“0”。 0 校驗是不管有效數據中的內容是什么，校驗位總為“0”，1 校驗是校驗位總為“1”。

三、STM32的USART簡介 

通用同步異步收發器是一個串行通信設備，可以靈活的與外部設備進行全雙工數據交換。有別與USART，還有一個UART，它在USART基礎上裁剪掉了同步通信功能，只有異步通信。簡單區分同步和異步就是看通信時需不需要對外提供時鐘輸出，我們平時用的串口通信基本都是 UART。 

串口通信一般是以幀格式傳輸數據，即一幀一幀傳輸，每幀包含有起始信號、數據信息、停止信息，可能還有校驗信息。 

USART 滿足外部設備對工業標準 NRZ 異步串行數據格式的要求，并且使用了小數波特率發生器，可以提供多種波特率，使得它的應用更加廣泛。USART 支持同步單向通信和半雙工單線通信；還支持局域互連網絡 LIN、智能卡(SmartCard)協議與 lrDA(紅外線數據協會) SIR ENDEC規范。 

USART支持使用 DMA，可實現高速數據通信。

四、USART功能框圖剖析 

下文結合圖片看加深理解。 

1、功能引腳 

TX:發送數據輸出引腳。 

RX:接收。 

SW_RX:數據接收引腳，屬于內部引腳。 

nRTS:請求以發送，n表示低電平有效。如果使能 RTS 流控制，當USART接收器準備好接收新數據時就會將nRTS變成低電平；當接收寄存器已滿時，nRTS將被設置為高電平。該引腳只適用于硬件流控制。 

nCTS:清除以發送(Clear To Send)，n表示低電平有效。如果使能 CTS流控制，發送器在發送下一幀數據之前會檢測 nCTS 引腳，如果為低電平，表示可以發送數據，如果為高電平則在發送完當前數據幀之后停止發送。該引腳只適用于硬件流控制。 

SCLK:發送器時鐘輸出引腳。這個引腳僅適用于同步模式。 

USART：下圖是STM32F103VET6芯片的USART引腳 

USART1的時鐘來源于APB2總線時鐘，最大頻率為72MHZ，其他4個時鐘來源于APB1總線時鐘，最大頻率36MHZ。UART只有異步傳輸功能，沒有SCLK、nCTS和nRTS功能引腳。

2.數據寄存器 

USART說數據寄存器(USART_DR)只有低 9 位有效，并且第 9 位數據是否有效要取決于USART 控制寄存器 1(USART_CR1)的 M 位設置，當 M 位為 0 時表示 8 位數據字長，當 M位為 1 表示 9 位數據字長，我們一般使用 8位數據字長。 

USART_DR包含了已發送的數據或者接收到的數據。USART_DR實際是包含了兩個寄存器，一個專門用于發送的可寫 TDR，一個專門用于接收的可讀 RDR。當進行發送操作時，往 USART_DR寫入數據會自動存儲在 TDR內；當進行讀取操作時，向 USART_DR讀取數據會自動提取 RDR 數據。 

TDR和RDR都是介于系統總線和移位寄存器之間。串行通信是一個位一個位傳輸的，發送時把 TDR 內容轉移到發送移位寄存器，然后把移位寄存器數據每一位發送出去，接時把接收到的每一位順序保存在接收移位寄存器內然后才轉移到 RDR。 

USART 支持 DMA 傳輸，可以實現高速數據傳輸。

3.控制器 

USART有專門控制發送的發送器、控制接收的接收器，還有喚醒單元、中斷控制等。 

使用USART之前需要向USART_CR1寄存器的UE位置1使能USART，UE位用于開啟供給串口的時鐘。發送或者接收數據字長可選8或9位，由USARTT_CR1的M位控制。 

1）發送器 

當USART_CR1寄存器的發送使能位TE置1時，啟動數據發送，發送移位寄存器的數據會在TX引腳輸出，低位在前，高位在后。如果是同步模式SCLK也輸出時鐘信號。 

一個字符幀發送需要3部分：起始位、數據幀、停止位。起始位是一個位周期的低電平，位周期就是每一位占用的時間 ；數據幀就是我們要發送的8或9位數據，數據是最低位開始傳輸的；停止位是一定時間周期的高電平。 

停止位的時間長短可以通過USART控制寄存器2（USART_CR2）的STOP[1:0]位控制，可選0.5個、1個、1.5個、2個停止位。默認使用1個停止位。2個停止位適用于正常USART模式、單線模式和調制解調器模式。0.5和1.5個停止位用于智能卡模式。 

當發使能位TE置1之后，發送器開始會發送一個空閑幀（一個數據幀長度的高電平），接下來就可以往USART_DR寄存器寫入要發送的數據。在寫入最后一個數據后，需等待USART狀態寄存器（USART_SR）的TC位為1，表示數據傳輸完成。USART_CR1寄存器的TCIE位置1，則產生中斷。 

發送數據時，幾個重要的標志位如下： 

TE:發送使能。 

TXE:發送寄存器為空，發送單個字節時使用。 

TC:發送完成，發送多個字節數據時候使用。 

TXIE:發送完成中斷使能。 

2）接收器 

將CR1寄存器的RE位置1，使能USART接收，使得接收器在RX線開始搜索起始位。在確定起始位后，就根據RX線電平狀態把數據存放在接收移位寄存器內。接收完成后就把接收移位寄存器的數據移到PDR內，并把USART_SR寄存器的RXNE位置。如果USART_CR2寄存器的RXNEIE置1可以產生中斷。 

接收數據時，幾個重要的標志位如下： 

RE: 接收使能。 

RXNE:讀數據寄存器非空。 

RXNEIE:發送完成中斷使能。

4.小數波特率生成 

USART 的發送器和接收器使用相同的波特率。計算公式如下： 

其中，f PLCK 為 USART 時鐘， USARTDIV 是一個存放在波特率寄存器(USART_BRR)的一個無符號定點數。其中 DIV_Mantissa[11:0]位定義 USARTDIV 的整數部分，DIV_Fraction[3:0]位定義 USARTDIV 的小數部分。 

例如：DIV_Mantissa=24(0x18)，DIV_Fraction=10(0x0A)，此時 USART_BRR 值為0x18A；那么USARTDIV的小數位10/16=0.625；整數位24，最終USARTDIV的值為24.625。 

如果知道 USARTDIV 值為 27.68，那么 DIV_Fraction=16*0.68=10.88，最接近的正整數為 11，所以 DIV_Fraction[3:0]為 0xB；DIV_Mantissa=整數(27.68)=27，即為 0x1B。 

波特率的常用值有 2400、9600、19200、115200。下面以實例講解如何設定寄存器值得到波特率的值。 

我們知道 USART1 使用 APB2 總線時鐘，最高可達 72MHz，其他 USART 的最高頻率為 36MHz。我們選取 USART1 作為實例講解，即 f PLCK =72MHz。為得到 115200bps 的波特率，此時：115200 =72000000/(16 ? USARTDIV)   解 得 USARTDIV=39.0625 ， 可 算 得 DIV_Fraction=0.0625*16=1=0x01 ，DIV_Mantissa=39=0x17，即應該設置 USART_BRR 的值為 0x171。

5.校驗控制 

STM32F103系列控制器USART支持奇偶校驗。使用校驗位時，串口傳輸的長度將在8位數據幀上加上1位的校驗位，總共9位，此時USART_CR1寄存器的M位需要設置位1，即9數據位。將USART_CR1寄存器的PCE位置1就可以啟動奇偶校驗控制，奇偶校驗由硬件自動完成。啟動了奇偶校驗控制之后，發送數據幀時會自動添加校驗位，接收數據自動驗證校驗位。接收數據時如果出現奇偶校驗位驗證失敗，會將USART_SR寄存器的PE置1，并可以產生奇偶校驗中斷。 

使用了奇偶校驗控制位后，每個字符幀的格式變成了：起始位+數據幀+校驗位+停止位。

6.中斷控制 

五、USART初始化結構體 

初始化結構體的定義在stm32f10x_usart.h文件中，初始化庫函數定義在stm32f10x_usart.c中。

                                    USART初始化結構體

typedef struct {

 uint32_t USART_BaudRate; // 波特率

 uint16_t USART_WordLength; // 字長

 uint16_t USART_StopBits; // 停止位

 uint16_t USART_Parity; // 校驗位

 uint16_t USART_Mode; // USART 模式

 uint16_t USART_HardwareFlowControl; // 硬件流控制

 } USART_InitTypeDef;

1）USART_BaudRate：波特率設置。標準庫函數會根據設定值計算得到USARTDIV值，從而設置USART_BRR的寄存器值。 

2）USART_WordLength：.數據幀字長，它設定USART_CR1寄存器M位的值。如果沒有使能奇偶位校驗控制，一般使用8數據位。 

3）USART_StopBits停止位設置。 

4）USART_Parity：奇偶校驗控制選擇。 

5）USART_Mode：USART模式選擇有USART_Mode_Rx和USART_Mode_Tx，允許使用邏輯或運算選擇兩個，它設定 USART_CR1寄存器的 RE 位和 TE位。 

6）USART_HardwareFlowControl：硬件流控制選擇，只有在硬件流控制模式下才有效，可選有，使能RTS、使能CTS、同時使能RTS和CTS、不使用硬件流。

當使用同步模式，需配置SCLK引腳輸出脈沖的屬性，標準庫使用一個時鐘初始化結構體USART_ClockInitTypeDef來設置，該結構體內容只有在同步模式下才設置。

                USART時鐘初始化結構體

 typedef struct {

 uint16_t USART_Clock; // 時鐘使能控制

 uint16_t USART_CPOL; // 時鐘極性

 uint16_t USART_CPHA; // 時鐘相位

 uint16_t USART_LastBit; // 最尾位時鐘脈沖

 } USART_ClockInitTypeDef;

1）USART_Clock：同步模式下SCLK引腳上時鐘輸出使能控制，可選禁止時鐘輸出(USART_Clock_Disable)或開啟時鐘輸出(USART_Clock_Enable)；如果使用同步模式發送，一般都需要開啟時鐘。它設定 USART_CR2 寄存器的 CLKEN 位的值。 ? 

2）USART_CPOL：同步模式下 SCLK 引腳上輸出時鐘極性設置，可設置在空閑時SCLK引腳為低電平(USART_CPOL_Low)或高電平(USART_CPOL_High)。它設定USART_CR2寄存器的 CPOL位的值。 

3）USART_CPHA：同步模式下 SCLK 引腳上輸出時鐘相位設置，可設置在時鐘第一個變化沿捕獲數據(USART_CPHA_1Edge)或在時鐘第二個變化沿捕獲數據。它設定 USART_CR2寄存器的 CPHA位的值。USART_CPHA與 USART_CPOL配合使用可以獲得多種模式時鐘關系。 

4）USART_LastBit：選擇在發送最后一個數據位的時候時鐘脈沖是否在SCLK引腳輸出，可以是不輸出脈沖(USART_LastBit_Disable) 、 輸出脈沖(USART_LastBit_Enable)。它設定 USART_CR2 寄存器的 LBCL位的值。

六、USART1接發通信實驗 

USART 只需兩根信號線即可完成雙向通信，對硬件要求低，使得很多模塊都預留USART 接口來實現與其他模塊或者控制器進行數據傳輸，比如 GSM 模塊，WIFI 模塊、藍牙模塊等等。在硬件設計時，注意還需要一根“共地線”。 

來編寫一個程序實現開發板與電腦通信，在開發板上電時通過USART發送一串字符串給電腦，然后開發板進入中斷接收等待狀態，如果電腦有發送數據過來，開發板就會產生中斷，我們在中斷服務函數接收數據，并馬上把數據返回發送給電腦。 

1、編程思路 

1) 使能 RX和 TX 引腳 GPIO時鐘和 USART時鐘； 

2) 初始化 GPIO，并將 GPIO復用到 USART上； 

3) 配置 USART 參數； 

4) 配置中斷控制器并使能 USART接收中斷； 

5) 使能 USART； 

6) 在 USART接收中斷服務函數實現數據接收和發送。 

2、代碼分析 

1）GPIO和USART宏定義

 /**

 * 串口宏定義，不同的串口掛載的總線和 IO 不一樣，移植時需要修改這幾個宏

 */ 

 // 串口 1-USART1

 #define DEBUG_USARTx USART1

 #define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1

 #define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd

 #define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200 

 // USART GPIO 引腳宏定義

 #define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)

 #define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd 

 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA

 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9

 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA

 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10 

 #define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn

 #define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler

使用宏定義方便程序移植和升級 。開發板中的 CH340G 的收發引腳默認通過跳帽連接到 USART1，如果想使用其他串口，可以把 CH340G 跟 USART1 直接的連接跳帽拔掉，然后再把其他串口的 IO用杜邦線接到 CH340G的收發引腳即可。 

這里我們使用USART1，設定波特率為115200，選定USART的GPIO為PA9和PA10。

2)嵌套向量中斷控制器NVIC配置

 static void NVIC_Configuration(void)

 {

 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 

 /* 嵌套向量中斷控制器組選擇 */

 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

 /* 配置 USART 為中斷源 */

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;

 /* 搶斷優先級為 1 */

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

 /* 子優先級為 1 */

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

 /* 使能中斷 */

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

 /* 初始化配置 NVIC */

 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

 }

3）USART初始化配置

 void USART_Config(void)

 {

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

 // 打開串口 GPIO 的時鐘

 DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);

 // 打開串口外設的時鐘

 DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);

 // 將 USART Tx 的 GPIO 配置為推挽復用模式

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

 GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 // 將 USART Rx 的 GPIO 配置為浮空輸入模式

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

 GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 // 配置串口的工作參數

 // 配置波特率

 USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;

 // 配置 針數據字長

 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

 // 配置停止位

 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

 // 配置校驗位

 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

 // 配置硬件流控制

 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =

 USART_HardwareFlowControl_None;

 // 配置工作模式，收發一起

 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

 // 完成串口的初始化配置

 USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);

 // 串口中斷優先級配置

 NVIC_Configuration();

 // 使能串口接收中斷

 USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);

 // 使能串口

 USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);

 }

調用RCC_APB2PeriphClockCmd函數開啟GPIO端口時鐘，使用GPIO之前必須開啟對應的時鐘。RCC_APB2PeriphClockCmd函數開啟USART時鐘。 

使用GPIO之前需要初始化配置它，并且還要添加特殊設置，因為我們使用它作為外設引腳，一般都有特殊功能，模式設置為復用功能，把串口的Tx引腳配置為復用推挽輸出，Rx引腳為浮空輸入，數據完全由外部輸入決定。 

配置USAT1通信參數為：波特率115200，字長8,1個停止位，沒有校驗位，不使用硬件流控制，收發一體工作模式，然后調用USART初始化函數完成配置。 

USART接收中斷，需要配置NVIC，這里調用NVIC_Configuration函數完成配置，然后調用USART_ITConfig函數使能USART接收中斷。 

最后 調用USART_Cmd函數使能USART，最終配置的是USART_CR1的UE位，具體作用是開啟USART工作時鐘，沒有時鐘那USART這個外設就工作不了。

4）字符發送

/***************** 發送一個字符 **********************/

 void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)

 {

 /* 發送一個字節數據到 USART */

 USART_SendData(pUSARTx,ch);

 /* 等待發送數據寄存器為空 */

 while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

 }

 /***************** 發送字符串 **********************/

 void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)

 {

 unsigned int k=0;

 do {

 Usart_SendByte( pUSARTx, *(str + k) );

 k++;

 } while (*(str + k)!='\0');

 /* 等待發送完成 */

 while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET) {

 }

 }

Usart_SendByte用來指定USART發送一個ASCLL碼字符，它有2個形參：第一個USART第二個待發送的字符，它通過調用庫函數USART_SendData來實現等待，并且增加了等待發送完成功能，它接收兩個參數：一個是USART，一個是事件標志。這里循環檢測發送數據寄存器這個標志，當跳出while循環時，說明發送數據寄存器為空。 

Usart_SendString函數用來發送一個字符串，實際調用Usar_SendByte函數發送每個字符，直到遇到空字符才停止發送。最后使用循環檢測發送完成的事件標志TC，保證數據完成后才退出函數。

5）USART中斷服務函數

void DEBUG_USART_IRQHandler(void)

 {

 uint8_t ucTemp;

 if (USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET) 

 {

 ucTemp = USART_ReceiveData( DEBUG_USARTx );

 USART_SendData(USARTx,ucTemp);

 }

 }

該代碼在stm32f10x_it.c文件中的，用來集中存放中斷服務函數。當使能了中斷并中斷發生時，就會執行這里的中斷服務函數。 

6）main函數

int main(void)

 {

 /*初始化 USART 配置模式為 115200 8-N-1，中斷接收*/

 USART_Config();

 Usart_SendString( DEBUG_USARTx,"這是一個串口中斷接收回顯實驗\n");

 while (1) {

 }

 }

USART_Config()函數完成USART初始化配置，包括GPIO USART配置，接收中斷使能等。 

接下來調用字符發送函數把數據發給串口調試助手。 

最后什么也不做，等待接收中斷產生，并在中斷服務函數中回傳數據。

七、USART1指令控制RGB彩燈實驗 

1、思路要點 

1）初始化配置RGB彩色燈GPIO 

2）使能RX和TX引腳GPIO時鐘和USART時鐘 

3）初始化GPIO，并將GPIO復用到USART上 

4）配置USART參數 

5）使能USART 

6）獲取指令輸入，根據控制RGB彩色燈 

2、代碼分析 

1）GPIO和USART宏定義

1 #define DEBUG_USARTx USART1

2 #define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1

3 #define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd

4 #define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200

5 

6 // USART GPIO 引腳宏定義

7 #define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)

8 #define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd

9 

10 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA

11 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9

12 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA

13 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10

14 

15 #define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn

16 #define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler

2）USART初始化配置

1 void USART_Config(void)

2 {

3 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

4 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

5 

6 // 打開串口 GPIO 的時鐘

7 DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);

8 

9 // 打開串口外設的時鐘

10 DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);

11 

12 // 將 USART Tx 的 GPIO 配置為推挽復用模式

13 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;

14 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

15 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

16 GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

17 

18 // 將 USART Rx 的 GPIO 配置為浮空輸入模式

19 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;

20 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

21 GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

22 

23 // 配置串口的工作參數

24 // 配置波特率

25 USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;

26 // 配置 針數據字長

27 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

28 // 配置停止位

29 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

30 // 配置校驗位

31 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

32 // 配置硬件流控制

33 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =

34 USART_HardwareFlowControl_None;

35 // 配置工作模式，收發一起

36 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

37 // 完成串口的初始化配置

38 USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);

39 

40 // 使能串口

41 USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);

42 }

與上實驗基本一樣，唯一不同沒使用使能中斷 

3）重定向printf和scanf函數

1 ///重定向 c 庫函數 printf 到串口，重定向后可使用 printf 函數

2 int fputc(int ch, FILE *f)

3 {

4 /* 發送一個字節數據到串口 */

5 USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);

6 

7 /* 等待發送完畢 */

8 while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

9 

10 return (ch);

11 }

12 

13 ///重定向 c 庫函數 scanf 到串口，重寫向后可使用 scanf、getchar 等函數

14 int fgetc(FILE *f)

15 {

16 /* 等待串口輸入數據 */

17 while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

18 

19 return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);

20 }

fputc函數是printf函數內部的一個函數，功能是將字符ch寫入文件指針f所指向文件的當前寫指針位置，我們使用USART函數重新修改fputc函數內容，達到類似寫入的功能。 

fgetc實現字符讀取功能。 

還有一點需要注意的，使用 fput和 fgetc函數達到重定向 C語言標準庫輸入輸出函數必須在 MDK的工程選項把“Use MicroLIB”勾選上，MicoroLIB 是缺省 C庫的備選庫，它對標準 C庫進行了高度優化使代碼更少，占用更少資源。 

為使用 printf、scanf 函數需要在文件中包含 stdio.h頭文件。 

4）輸出提示信息

1 static void Show_Message(void)

2 {

3 printf("\r\n 這是一個通過串口通信指令控制 RGB 彩燈實驗 \n");

4 printf("使用 USART 參數為：%d 8-N-1 \n",USART_BAUDRATE);

5 printf("開發板接到指令后控制 RGB 彩燈顏色，指令對應如下：\n");

6 printf(" 指令 ------ 彩燈顏色 \n");

7 printf(" 1 ------ 紅 \n");

8 printf(" 2 ------ 綠 \n");

9 printf(" 3 ------ 藍 \n");

10 printf(" 4 ------ 黃 \n");

11 printf(" 5 ------ 紫 \n");

12 printf(" 6 ------ 青 \n");

13 printf(" 7 ------ 白 \n");

14 printf(" 8 ------ 滅 \n");

15 }

5）main函數

1 int main(void)

2 {

3 char ch;

4 

5 /* 初始化 RGB 彩燈 */

6 LED_GPIO_Config();

7 

8 /* 初始化 USART 配置模式為 115200 8-N-1 */

9 USART_Config();

10 

11 /* 打印指令輸入提示信息 */

12 Show_Message();

13 while (1)

14 {

15 /* 獲取字符指令 */

16 ch=getchar();

17 printf("接收到字符：%c\n",ch);

18 

19 /* 根據字符指令控制 RGB 彩燈顏色 */

20 switch (ch)

21 {

22 case '1':

23 LED_RED;

24 break;

25 case '2':

26 LED_GREEN;

27 break;

28 case '3':

29 LED_BLUE;

30 break;

31 case '4':

32 LED_YELLOW;

33 break;

34 case '5':

35 LED_PURPLE;

36 break;

37 case '6':

38 LED_CYAN;

39 break;

40 case '7':

41 LED_WHITE;

42 break;

43 case '8':

44 LED_RGBOFF;

45 break;

46 default:

47 /* 如果不是指定指令字符，打印提示信息 */

48 Show_Message();

49 break;

50 }

51 }

52 }

首先我們定義一個字符變量來存放接收到的字符。 

接下來調用 LED_GPIO_Config 函數完成 RGB 彩色 GPIO 初始化配置，該函數定義在bsp_led.c 文件內。 

調用 USART_Config 函完成 USART初始化配置。 

Show_Message函數使用 printf 函數打印實驗指令說明信息。 

getchar函數用于等待獲取一個字符，并返回字符。我們使用 ch變量保持返回的字符，接下來判斷 ch內容執行對應的程序。 

我們使用 switch語句判斷 ch 變量內容，并執行對應的功能程序。