串口通信（USART）程序代码

本文是STM32F103RCT6与上位机进行串口通信（USART）时的程序代码的笔记总结。文中的代码是从芯片STM32F103ZET6的代码中移植过来的，已经过实验验证，可以正常运行。

一、usart.h 文件

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"
#include "sys.h"

#define USART_REC_LEN        200             //声明最大接收字节数 200
#define EN_USART1_RX 1              //使能（1）/禁止（0）串口1接收

extern u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];    //声明接收缓冲数组,最大200个字节
extern u16 USART_RX_STA; //接收状态标记
extern UART_HandleTypeDef UART1_Handler;    //UART句柄

#define RXBUFFERSIZE 1 //声明缓存大小
extern u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE]; //声明HAL库的USART接收Buffer

void uart_init(u32 bound);
#endif

二、usart.c 文件

#include "sys.h"
#include "usart.h"

#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)   //标准库需要的支持函数
struct __FILE
{
   int handle;

};

FILE __stdout;                                                   //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
   x = x;
}                                                                            //重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while ((USART1->SR & 0X40) == 0);               //循环发送,直到发送完毕
USART1->DR = (u8) ch;
   return ch;
}
#endif

#if EN_USART1_RX                                            //如果使能了接收
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
u16 USART_RX_STA=0;                                 //接收状态标记

u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];                           //HAL库使用的串口接收缓冲
UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART句柄

//串口1 通信层初始化

void uart_init(u32 bound)

{
   //UART 初始化设置
   UART1_Handler.Instance=USART1;                   //USART1
   UART1_Handler.Init.BaudRate=bound;               //波特率
   UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B; //字长为8位数据格式
   UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;   //一个停止位
   UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;       //无奇偶校验位
   UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE; //无硬件流控
   UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;       //收发模式
   HAL_UART_Init(&UART1_Handler); //HAL_UART_Init()会使能UART1
   HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);
}

//串口1 底层初始化，包括时钟使能，引脚配置，中断配置

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

   if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1，进行串口1 MSP初始化
   {
       __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();           //使能GPIOA时钟
       __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();           //使能USART1时钟
       __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();

       GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9; //PA9
       GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出
       GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
       GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //高速
       HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA9

       GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; //PA10
       GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_INPUT;   //模式要设置为复用输入模式！
// GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;
       HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化PA10

#if EN_USART1_RX
       HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);               //使能USART1中断通道
       HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3);           //抢占优先级3，子优先级3
#endif
   }
}

//串口1 回调函数，用于编写控制逻辑

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
   if(huart->Instance==USART1) //如果是串口1
   {
       if((USART_RX_STA&0x8000)==0) //接收未完成
       {
           if(USART_RX_STA&0x4000) //接收到了0x0d
           {
               if(aRxBuffer[0]!=0x0a)USART_RX_STA=0; //接收错误,重新开始
               else USART_RX_STA|=0x8000;                    //接收完成了
           }
           else                                                                    //还没收到0X0D
           {
               if(aRxBuffer[0]==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
               else
               {
                   USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=aRxBuffer[0] ;
                   USART_RX_STA++;
                   if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;

                                                                                      //接收数据错误,重新开始接收
               }
           }
       }
   }
}

//串口1 中断服务程序

void USART1_IRQHandler(void)
{

#if SYSTEM_SUPPORT_OS      //使用OS
   OSIntEnter();
#endif

   u32 timeout=0;
   HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);            //调用HAL库中断处理公用函数

   timeout=0;
while (HAL_UART_GetState(&UART1_Handler) != HAL_UART_STATE_READY)
   {
   timeout++;超时处理
if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
   }

   timeout=0;
   while(HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK)                                     //一次处理完成之后，重新开启中断并设置RxXferCount为1
   {
   timeout++; //超时处理
   if(timeout>HAL_MAX_DELAY) break;
   }
#if SYSTEM_SUPPORT_OS      //使用OS
   OSIntExit();
#endif
}
#endif

三、main.c 文件

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"

int main(void)
{
   u8 len;
   u16 times=0;

HAL_Init();        //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9);    //设置时钟,72M
   delay_init(72);        //初始化延时函数
   uart_init(115200);                  //初始化串口
   LED_Init();                           //初始化LED

while(1)
{
if(USART_RX_STA&0x8000)
       {
           len=USART_RX_STA&0x3fff;                        //得到此次接收到的数据长度
           printf("\r\n您发送的消息为:\r\n");
           HAL_UART_Transmit(&UART1_Handler,(uint8_t*)USART_RX_BUF,len,1000);

                                                                                   //发送接收到的数据
           while(__HAL_UART_GET_FLAG(&UART1_Handler,UART_FLAG_TC)!=SET);                                                                                         //等待发送结束
           printf("\r\n\r\n");//插入换行
           USART_RX_STA=0;
       }
else
       {
           times++;
           if(times%5000==0)
           {
               printf("\r\n 串口实验\r\n");
               printf("wait receive\r\n\r\n\r\n");
           }
           if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束\r\n");
           if(times%30==0)
LED0=!LED0;                                               //闪烁LED,提示系统正在运行.
           delay_ms(10);
       }
}
}