程序员经验分享-hwhale

stm32使用串口进行通讯之发送数据

2023-05-16

前提准备：

1.库函数基础模板
2.stlink下载器、USB-TTL下载器、单片机最小开发板stm32F103C8T6
3.面包板及相关接线
4.vscode与keil的联合开发更流畅
5.串口软件，这个下面视频有

本文基于 哔哩哔哩 江科大自化协STM32入门教学
知识讲的非常详细，非常感谢作者的无私奉献，本文主要是基于此进行试验笔记。便于以后查找。

1.在库函数模板的前提下，在工程文件下新建文件夹Hardware,然后在keil中将文件目录加一下，Hardware文件下的文件也可以在keil下添加，添加时注意文件目录。保存关闭keil，打开VScode显示以下文件说明添加成功。具体步骤就不详细说明了，写过LED灯的应该都有了解。
在这里插入图片描述
2.在Hardware中添加文件夹Serial.c用来配置串口发送数据函数
首先是配置GPIO时钟以及USART时钟

void Serial_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;                  //定义USART结构体
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);   //开启时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出   USART1 TX使用
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);                   

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;              //设置波特率9600，init函数内部会自动算好9600对应的分频系数
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制，不启用
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;         //USART模式：发送数据
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;     //校验位：无校验
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  //停止位1   
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;    //字长，这里不需要校验，字长选择8位
    USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);                //初始化USART

    USART_Cmd(USART1,ENABLE);    
}

3.发送数据（以字节发送）

void Serial_SendByte(u8 Byte)
{
    /*内部将Byte传递给Data变量，之后Data&01FF,把无关的高位清零，
    然后直接赋值给DR寄存器，通向TDR发送数据寄存器，再传递到移位寄存器最后一位一位传递给TX引脚*/
    USART_SendData(USART1,Byte);    //调用串口的SendDate()函数
    /*写完数据，需要等待，等TDR的数据到移位寄存器，不然数据还在TDR进行等待，再写入数据会产生覆盖
        所以发送之后，需要等待标志位
        USART_FLAG_TXE 发送数据寄存器为空 标志位，要等待TXE为1，这里要嵌套循环
        如果TXE为RESET就一直循环，直到TXE为SET
    */
   while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);
   /*关于标志位是否需要手动清楚的问题：标志位置1之后，不需要手动清0。因为对USART_DR进行写操作，将该位清0*/
}

主函数中

int main(void)
{
    Serial_Init();
    Serial_SendByte(0x41);      //向串口写入数据
}

4.发送数组

/*
    发送数组，通过串口发送到电脑
    参数1：指针指向传递数组的首地址 
    参数2：长度
*/
void Serial_SendArray(u8 *Array,u16 Length)
{
    u16 i;
    for ( i = 0; i < Length; i++)
    {
        Serial_SendByte(Array[i]);
    }
}

主函数

u8 My_Array[] = {0x11,0x22,0x33,0x44};

int main(void)
{
    Serial_Init();
    Serial_SendArray(My_Array,4);   //向串口写入数组
}

5.发送字符串

/*
    发送字符串函数
    字符串自带一个结束标志位，不需要再传递长度参数,对应空字符，是字符串的标志位
*/
void Serial_SendString(char *String)
{
    u8 i;
    for(i=0; String[i]!='\0'; i++)
    {
        Serial_SendByte(String[i]);     //发送字符串
    }
}

主函数

int main(void)
{
    Serial_Init();
    Serial_SendString("Hello,world!\r\n");  //发送字符串 \r\n表示换行
}

6.发送数字

/*
    次方函数，提取千百十个
*/
u32 Serial_Pow(u32 X,u32 Y)        //2 3
{
    u32 Result = 1;
    while(Y--)                     //3--
    {
        Result *= X;               //1*2 *2 *2 = 2^3
    }
    return Result;
}

/*
    发送一个数字
*/
void Serial_SendNumber(u32 Number,u8 Length)
{
    u8 i;
    for ( i = 0; i < Length; i++)
    {
        /*
           (Number / Serial_Pow(10,i) % 10)     1234/1%10=4   1234/10%10=3 1234/100%10=2
           第一个数据不是个位，需要反过来 (Number / Serial_Pow(10, Length - i -1) % 10)
           目前循环，参数会以十进制从高位到低位依次发送，因为最终要以字符的形式显示，所以这里要加一个偏移
        */
        Serial_SendByte((Number / Serial_Pow(10,Length - i - 1) % 10) + '0');    
    }
    
}

主函数

int main(void)
{
    Serial_Init();
    Serial_SendNumber(1234567890,10);   //发送数字
}

7.重定向prinf发送数据，这个需要**include<stdio.h>**别忘了

/*
    printf函数默认是输出到屏幕，单片机没有屏幕，需要重定向printf函数
    fputc是printf函数的底层，printf打印时，不断调用fputc函数一个一个打印
*/
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    Serial_SendByte(ch);
    return ch;
}

主函数

int main(void)
{
    Serial_Init();
    printf("Number=%d\r\n",666);    //使用重定向的printf函数发送
}

8.在7的基础上使用非封装sprintf函数
主函数

char String[100];
int main(void)
{
    Serial_Init();
    /*printf只能有一个，重定向到串口1使用，串口2再用就没有了
    多个串口想用printf，可以使用sprintf，sprintf可以把格式化字符输出到每一个字符串里*/
    sprintf(String,"Number=%d\r\n",666);
    printf(String);
}

9.使用封装sprinf函数，别忘了include<stdarg.h>

/*
    封装sprintf,参数1接收格式化字符串，...用来接收后面的可变参数列表
*/
void Serial_Printf(char *format,...)
{
    char String[100];
    va_list arg;    //参数列表变量
    va_start(arg,format);   //从format位置开始接收参数表，放在arg里面
    vsprintf(String,format,arg); //打印位置String，格式化字符串是format，参数表是arg
    va_end(arg);    //释放参数表
    Serial_SendString(String);
}

主函数

int main(void)
{
    Serial_Init();
    //上面每次都需要3步调用，所以对sprintf进行封装
    Serial_Printf("真的%d\r\n",666);
}

总的代码

Serial.c

#include "Serial.h"

void Serial_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;                  //定义USART结构体
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);   //开启时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出   USART1 TX使用
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);                   

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;              //设置波特率9600，init函数内部会自动算好9600对应的分频系数
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制，不启用
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;         //USART模式：发送数据
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;     //校验位：无校验
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  //停止位1   
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;    //字长，这里不需要校验，字长选择8位
    USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);                //初始化USART

    USART_Cmd(USART1,ENABLE);    
}

/*
    函数功能：发送数据
*/
void Serial_SendByte(u8 Byte)
{
    /*内部将Byte传递给Data变量，之后Data&01FF,把无关的高位清零，
    然后直接赋值给DR寄存器，通向TDR发送数据寄存器，再传递到移位寄存器最后一位一位传递给TX引脚*/
    USART_SendData(USART1,Byte);    //调用串口的SendDate()函数
    /*写完数据，需要等待，等TDR的数据到移位寄存器，不然数据还在TDR进行等待，再写入数据会产生覆盖
        所以发送之后，需要等待标志位
        USART_FLAG_TXE 发送数据寄存器为空 标志位，要等待TXE为1，这里要嵌套循环
        如果TXE为RESET就一直循环，直到TXE为SET
    */
   while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);
   /*关于标志位是否需要手动清楚的问题：标志位置1之后，不需要手动清0。因为对USART_DR进行写操作，将该位清0*/
}

/*
    发送数组，通过串口发送到电脑
    参数1：指针指向传递数组的首地址 
    参数2：长度
*/
void Serial_SendArray(u8 *Array,u16 Length)
{
    u16 i;
    for ( i = 0; i < Length; i++)
    {
        Serial_SendByte(Array[i]);
    }
}

/*
    发送字符串函数
    字符串自带一个结束标志位，不需要再传递长度参数,对应空字符，是字符串的标志位
*/
void Serial_SendString(char *String)
{
    u8 i;
    for(i=0; String[i]!='\0'; i++)
    {
        Serial_SendByte(String[i]);     //发送字符串
    }
}

/*
    次方函数，提取千百十个
*/
u32 Serial_Pow(u32 X,u32 Y)        //2 3
{
    u32 Result = 1;
    while(Y--)                     //3--
    {
        Result *= X;               //1*2 *2 *2 = 2^3
    }
    return Result;
}

/*
    发送一个数字
*/
void Serial_SendNumber(u32 Number,u8 Length)
{
    u8 i;
    for ( i = 0; i < Length; i++)
    {
        /*
           (Number / Serial_Pow(10,i) % 10)     1234/1%10=4   1234/10%10=3 1234/100%10=2
           第一个数据不是个位，需要反过来 (Number / Serial_Pow(10, Length - i -1) % 10)
           目前循环，参数会以十进制从高位到低位依次发送，因为最终要以字符的形式显示，所以这里要加一个偏移
        */
        Serial_SendByte((Number / Serial_Pow(10,Length - i - 1) % 10) + '0');    
    }
    
}

/*
    printf函数默认是输出到屏幕，单片机没有屏幕，需要重定向printf函数
    fputc是printf函数的底层，printf打印时，不断调用fputc函数一个一个打印
*/
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    Serial_SendByte(ch);
    return ch;
}

/*
    封装sprintf,参数1接收格式化字符串，...用来接收后面的可变参数列表
*/
void Serial_Printf(char *format,...)
{
    char String[100];
    va_list arg;    //参数列表变量
    va_start(arg,format);   //从format位置开始接收参数表，放在arg里面
    vsprintf(String,format,arg); //打印位置String，格式化字符串是format，参数表是arg
    va_end(arg);    //释放参数表
    Serial_SendString(String);
}

Serial.h

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(u8 Byte);
void Serial_SendArray(u8 *Array,u16 Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(u32 Number,u8 Length);
void Serial_Printf(char *format,...);

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Serial.h"

u8 My_Array[] = {0x11,0x22,0x33,0x44};
char String[100];

int main(void)
{
    Serial_Init();
    Serial_SendByte(0x41);      //向串口写入数据
    Serial_SendArray(My_Array,4);   //向串口写入数组
    Serial_SendString("Hello,world!\r\n");  //发送字符串 \r\n表示换行
    Serial_SendNumber(1234567890,10);   //发送数字
    printf("Number=%d\r\n",666);    //使用重定向的printf函数发送

    /*printf只能有一个，重定向到串口1使用，串口2再用就没有了
    多个串口想用printf，可以使用sprintf，sprintf可以把格式化字符输出到每一个字符串里*/
    sprintf(String,"Number=%d\r\n",666);
    printf(String);

    //上面每次都需要3步调用，所以对sprintf进行封装
    Serial_Printf("真的%d\r\n",666);


}

试验硬件接图

暂未用到屏幕，可不接
在这里插入图片描述

实验效果

按复位键，电脑串口接收到数据
在这里插入图片描述

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