【零基础学习STM32】第四讲：UART通讯实验——控制LED

kkhkbb

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本帖最后由 kkhkbb 于 2018-3-3 10:23 编辑

一、概述
1、UART简介
UART:(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter),通用同步/异步串行接收/发送器，由时钟发生器、数据发送器和接收器三大部分组成。UART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。STM32F407IGT6具有6个UART收发器，可使用相应的代码使能后使用。
2、UART特点

全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据);
同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步;
支持8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据桢结构;
由硬件支持的奇偶校验位发生和检验;
数据溢出检测;
帧错误检测;
包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器;
三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成;
支持多机通信模式;
支持倍速异步通信模式。

3、UART时序

                     图4_0 UART时序
  空闲位：高电平。
  启动位：一个低电平。
  字符数据：可以选择8和9位数据位。
  奇偶校验位：根据需要选择是否进行校验。
  停止位：一个高电平。
4、TTL、RS232、RS485、RS422通信
TTL、RS232、RS485都是指电平信号，USART可使用相应的电平转换芯片，实现这三种通信。

TTL：电平信号数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。通讯方式为全双工通信。
RS232：232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”为-3到-15V;逻辑“0”为+3到+15V。通讯方式为全双工，通讯距离15m，RS-232的数据最高传输速率为20Kbps。
RS485：RS485采用差分信号负逻辑，逻辑"1”以两线间的电压差为-(2~6)V表示;逻辑"0"以两线间的电压差为+(2~6)V表示。通讯方式为半双工，通讯距离1200m，
RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。RS422：RS422采用两对差分线传输数据，电平与RS485相同。通讯方式为全双工，通讯距离1200m，RS-422的数据最高传输速率为10Mbps。

二、硬件电路

图4_1 UART引脚图

图4_2 UART转USB
本试验使用的芯片STM32F407IGT6，使用UART为UART_4，引脚位PA0和PA1，经过串口转USB芯片CH340转换后，可通过USB接口与计算机通讯。
三、实验原理
计算机安装 CH340 驱动后，可通过串口工具来接收串口发送的数据和向串口发送给数据。用串口工具打开iCore3对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制ARM LED的亮灭情况。串口命令如下表：
表：4_1 串口控制命令

LED_RED_ON\cr\lf	LED 红灯亮
LED_RED_OFF\cr\lf	LED 红灯灭
LED_BLUE_ON\cr\lf	LED 蓝灯亮
LED_BLUE_OFF\cr\lf	LED 蓝灯灭
LED_GREEN_ON\cr\lf	LED 绿灯亮
LED_GREEN_OFF\cr\lf	LED 绿灯灭

               图：4_3 控制实例
四、源代码
1.USART初始化结构体介绍

typedef struct
{
  uint32_t USART_BaudRate;
  uint16_t USART_WordLength;
  uint16_t USART_StopBits;
  uint16_t USART_Parity;
  uint16_t USART_Mode;
  uint16_t USART_HardwareFlowControl;
} USART_InitTypeDef；

波特率：每秒传输的二进制位个数。
数据长度：可选择8位，9位。
停止位：可选择0.5位、1位、1.5位和2位。
校验位：可选择无校验、奇校验、偶检验。
USART模式：可选择接收模式、发送模式、收发模式。

2.主函数
* Name                         : main
* Description             : ---
* Author                      : ysloveivy.
*
* History
* --------------------
* Rev                               : 0.00
* Date                            : 11/21/2015
*
* create.
* --------------------
*/
int main(void)
{
      int i;
      char buffer[20];
      led.initialize();
      usart4.initialize(9600);
      usart4.printf("hello! I am iCore3!\r\n");
//串口4输出
      while(1){
            if(usart4.receive_ok_flag){
//接收完成
                     usart4.receive_ok_flag = 0;
                     for(i = 0;i < 20;i++){
                           buffer =
tolower(usart4.receive_buffer);
                     }
                     //比较接收信息
                  if(memcmp(buffer,"led_red_on",strlen("led_red_on")) == 0){
                           LED_RED_ON;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }

                     if(memcmp(buffer,"led_red_off",strlen("led_red_off")) == 0){
                           LED_RED_OFF;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }

                     if(memcmp(buffer,"led_green_on",strlen("led_green_on")) == 0){
                           LED_GREEN_ON;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }

                     if(memcmp(buffer,"led_green_off",strlen("led_green_off")) == 0){
                           LED_GREEN_OFF;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }

                     if(memcmp(buffer,"led_blue_on",strlen("led_blue_on")) == 0){
                           LED_BLUE_ON;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }

                     if(memcmp(buffer,"led_blue_off",strlen("led_blue_off")) == 0){
                           LED_BLUE_OFF;
                           usart4.printf("ok!\r\n");
                     }
            }
      }
}

五、实验现象

通过串口调试工具输入相应的命令，可以看到iCore3执行相应的明命令，LED按控制命令亮灭。

六、代码包下载

网盘：http://pan.baidu.com/s/1pJxluWF