战舰V3 USART1、USART2、UASRT3、UART4、UART5串口配置


摘要

在STM32中UART和USART是不相同的,在官方的文档中,大部分配置的都是USART2和UASRT3,对于UART4和UART5却很少有人配置,由于最近在集成项目,所以要用到多种串口,所以索性就配置了UART4和UART5

区别

USATR1 和 USATR2,USATR3,UATR4,UATR5 挂载的时钟不一样,第一个挂载在 APB2 上,其余四个挂载在 APB1 上

例如:

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); //USART1 时钟配置
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); //USART2
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); //USART3 
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4 ,ENABLE); //UART4 
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5 ,ENABLE); //UART5
  • USART是通用同步/异步串行接收/发送器
  • UART是通用异步收发传输器

简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出,我们平时用的串口通信基本都是UART。

USART支持同步模式,因此USART需要同步时钟信号USART_CK(如STM32 单片机),通常情况同步信号很少使用,因此一般的单片机UART和USART使用方式是一样的,都使用异步模式。

UART需要固定的波特率,就是说两位数据的间隔要相等。 UART总线是异步串口,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上有两根线,一根用于发送,一根用于接收。 显然,如果用通用IO口模拟UART总线,则需一个输入口,一个输出口。

UART是一个并行输入成为串行输出的芯片,通常集成在主板上,多数是16550AFN芯片。因为计算机内部采用并行数据,不能直接把数据发到Modem,必须经过UART整理才能进行异步传输,其过程为:CPU先把准备写入串行设备的数据放到UART的寄存器(临时内存块)中,再通过FIFO(First Input First Output,先入先出队列)传送到串行设备,若是没有FIFO,信息将变得杂乱无章,不可能传送到Modem。

作为接口的一部分,UART还提供以下功能:将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来的串行数据转换为字节,供计算机内部使用并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入奇偶校验位,并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记,并从接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信号(键盘和鼠标也是串行设备)。可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。

USART收发模块一般分为三大部分:时钟发生器、数据发送器和接收器。控制寄存器为所有的模块共享。时钟发生器由同步逻辑电路(在同步从模式下由外部时钟输入驱动)和波特率发生器组成。发送时钟引脚XCK仅用于同步发送模式下,发送器部分由一个单独的写入缓冲器(发送UDR)、一个串行移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同浈结构的控制逻辑电路构成。使用写入缓冲器,实现了连续发送多浈数据无延时的通信。接收器是USART模块最复杂的部分,最主要的是时钟和数据接收单元。数据接收单元用作异步数据的接收。除了接收单元,接收器还包括校验位校验器、控制逻辑、移位寄存器和两级接收缓冲器(接收UDR)。接收器支持与发送器相同的帧结构,同时支持桢错误、数据溢出和校验错误的检测。USART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。

综上可以看出,USART相对UART来说是在异步通信的基础上还有同步的功能,USART能够提供主动时钟。

配置

先来看一下引脚图

可以看到USART1、USART2、UASRT3、UART4、UART5对应的引脚,下面我们就来配置!

USART的配置

USART1的配置

初始化程序:

//初始化IO 串口1 
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound){
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1,GPIOA时钟
    USART_DeInit(USART1);  //复位串口1
     //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9

    //USART1_RX   PA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA10

   //Usart1 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

   //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口 

}

USART2的配置

初始化程序:

//初始化IO 串口2
//pclk1:PCLK1时钟频率(Mhz)
//bound:波特率   
void USART2_Init(u32 bound)
{            
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   // GPIOA时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);

    USART_DeInit(USART2);  //复位串口2
    //USART2_TX   PA.2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA2

    //USART2_RX   PA.3
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA3

    //Usart2 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

   //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口 

}

USART3的配置

初始化程序:

//初始化IO 串口3
//bound:波特率   
void USART3_Init(u32 bound)
{            
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   // GPIOB时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);

    USART_DeInit(USART3);  //复位串口3
    //USART3_TX   PB.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PB.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化PB10

    //USART2_RX   PB.11
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PB11

    //Usart3 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

   //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口 

}

UART的配置

UART4的配置

初始化程序:

//初始化IO 串口4 
//bound:波特率
void uart4_init(u32 bound){
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);   // GPIO时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4,ENABLE);
    USART_DeInit(UART4);  //复位串口4

     //UART4_TX   PC.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PC.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化PC10

    //UART4_RX    PC.11
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);  //初始化PC11

   //Uart4 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

   //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(UART4, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(UART4, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(UART4, ENABLE);                    //使能串口 
}

UART5的配置

初始化程序:

//初始化IO 串口5
//bound:波特率
void uart5_init(u32 bound){
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);  // GPIO时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4,ENABLE);
    USART_DeInit(UART5);  //复位串口5

     //UART5_TX   PC.12
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; //PC.12
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化PC10

    //UART5_RX    PD.2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);  //初始化PD2

   //Uart5 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART5_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

   //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(UART5, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(UART5, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(UART5, ENABLE);                    //使能串口 
}

对比一下不难发现UASRT的初始化和UART的初始化几乎相同!!!!!