1. 簡介

串口全稱：Universal synchronous asynchronous receiver transmitter，中文名稱：通用同步異步串行接收發(fā)送器。串口可用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，可以用作跟其他設(shè)備通訊，如藍(lán)牙模塊、GSM模塊、GPS模塊等。
串口中最常見的是RS-232，共有9根線用于通訊，但常用的僅3根線：RXD、TXD、GND。其中RXD用于接收，TXD用于發(fā)送，GND為信號地線，兩個(gè)通訊設(shè)備之間的收發(fā)信號(RXD與TXD)應(yīng)交叉相連。

2. 基本概念

• 波特率：串口異步通訊中由于沒有時(shí)鐘信號，所以兩個(gè)通訊設(shè)備之間需要約定好波特率，即每個(gè)碼元的長度，以便對信號進(jìn)行解碼，常見的波特率為4800、9600、115200 等。波特率越高傳輸速度越快，但出錯(cuò)的概率要更大。
• 通訊的起始和停止信號：串口通訊的一個(gè)數(shù)據(jù)包從起始信號開始，直到停止信號結(jié)束。數(shù)據(jù)包的起始信號由一個(gè)邏輯 0 的數(shù)據(jù)位表示，而數(shù)據(jù)包的停止信號可由 0.5、1、1.5或 2個(gè)邏輯 1的數(shù)據(jù)位表示，只要雙方約定一致即可。
• 有效數(shù)據(jù)：在數(shù)據(jù)包的起始位之后緊接著的就是要傳輸?shù)闹黧w數(shù)據(jù)內(nèi)容，也稱為有效數(shù)據(jù)，有效數(shù)據(jù)的長度常被約定為 5、6、7或 8位長。
• 數(shù)據(jù)校驗(yàn)：在有效數(shù)據(jù)之后，有一個(gè)可選的數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。由于數(shù)據(jù)通信相對更容易受到外部干擾導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，可以在傳輸過程加上校驗(yàn)位來解決這個(gè)問題。校驗(yàn)方法有奇校驗(yàn)(odd)、偶校驗(yàn)(even)、0校驗(yàn)(space)、1校驗(yàn)(mark)以及無校驗(yàn)(noparity)。奇校驗(yàn)要求有效數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，偶校驗(yàn)與奇校驗(yàn)要求剛好相反，要求幀數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，0校驗(yàn)是不管有效數(shù)據(jù)中的內(nèi)容是什么，校驗(yàn)位總為“0”，1校驗(yàn)是校驗(yàn)位總為“1”。
• 常用的設(shè)置：波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)位，無硬件流控。

串口USART分為兩部分，初始化和處理。

1. 初始化分三步：GPIO、通用中斷、USART。

1.1. GPIO：時(shí)鐘、引腳、輸入輸出模式、端口初始化

• 時(shí)鐘：需要同時(shí)使能GPIO時(shí)鐘
• 引腳：需要選擇指定的引腳
• 輸入輸出模式：TX引腳選擇復(fù)用推挽模式，RX引腳選擇浮空輸入模式
• 端口初始化：初始化指定的端口

1.2. 通用中斷：優(yōu)先級分組、中斷源、優(yōu)先級、使能

• 優(yōu)先級分組：設(shè)定合適的優(yōu)先級分組
• 中斷源：選擇指定的中斷源：USART1_IRQn
• 優(yōu)先級：設(shè)定合適的優(yōu)先級
• 使能：調(diào)用庫函數(shù)即可，可選擇使能多個(gè)中斷，一般情況下只使能接收中斷。

1.3. USART：時(shí)鐘、波特率、數(shù)據(jù)字長、停止位、校驗(yàn)位、硬件流控制、工作模式、初始化、使能。

　　結(jié)構(gòu)體

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;

• 時(shí)鐘：需要使能USART1時(shí)鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

• 波特率：一般可選的設(shè)置項(xiàng)包括4800、9600、115200等，常用的波特率為9600。

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

• 數(shù)據(jù)字長：可選8位或9位，常用的是8位。

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

• 停止位：可選0.5、1、1.5、2個(gè)，常用的是1個(gè)停止位。

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

• 奇偶校驗(yàn)：可選無校驗(yàn)、奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，常用的是無校驗(yàn)。

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

• 模式：可選發(fā)送、接收，或者同時(shí)啟用，一般都是同時(shí)啟用。

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

• 硬件流控：可選有使能RTS、使能CTS、同時(shí)使能、不使能，一般選擇不使能。

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

• 初始化配置

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

• 使能

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

2. 處理

處理分為接收和發(fā)送。
接收處理通常放在中斷中，中斷服務(wù)函數(shù)名稱為USART1_IRQHandler()，調(diào)用庫函數(shù)USART_ReceiveData()得到接收的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)清除接收中斷標(biāo)志位；
發(fā)送直接調(diào)用庫函數(shù)USART_SendData()即可，發(fā)送完成之后會(huì)調(diào)用函數(shù)來獲取相應(yīng)標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)發(fā)送完成等待功能，即USART_SendData()函數(shù)返回時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)已經(jīng)確保發(fā)送完成，并可發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)，發(fā)送不同類型的數(shù)據(jù)可以封裝成不同的函數(shù)，但最終都是調(diào)用USART_SendData()函數(shù)。

接收：

// 串口中斷服務(wù)函數(shù) void USART1_IRQHandler(void) {uint8_t ucTemp;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET){ ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);} }

發(fā)送：

//發(fā)送一個(gè)字節(jié) void Usart_SendByte(USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch) {//發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到USARTUSART_SendData(pUSARTx,ch);//等待發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空，即發(fā)送完成while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); } //發(fā)送一個(gè)數(shù)組 void Usart_SendArray(USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num) //發(fā)送字符串 void Usart_SendString(USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)

完整代碼（僅自己編寫的部分）

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 = USART1_IRQn;/* 搶斷優(yōu)先級*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/* 子優(yōu)先級 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;/* 使能中斷 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;/* 初始化配置NVIC */NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }void USART_Config(uint32_t baudrate) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;// 打開串口GPIO的時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 打開串口外設(shè)的時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);// 將USART Tx的GPIO配置為推挽復(fù)用模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 將USART Rx的GPIO配置為浮空輸入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 配置串口的工作參數(shù)// 配置波特率USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;// 配置 幀數(shù)據(jù)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(yàn)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(fā)一起USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;// 完成串口的初始化配置USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);// 串口中斷優(yōu)先級配置NVIC_Configuration();// 使能串口接收中斷USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);// 使能串口USART_Cmd(USART1, ENABLE); }//發(fā)送一個(gè)字節(jié) void Usart_SendByte(USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch) {//發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到USARTUSART_SendData(pUSARTx,ch);//等待發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空，即發(fā)送完成while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); }//發(fā)送數(shù)組 void Usart_SendArray(USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num) {uint8_t i;for(i = 0; i < num; i++){/* 發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到USART */Usart_SendByte(pUSARTx, array[i]);}/* 等待發(fā)送完成 */while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TC)==RESET); }//發(fā)送字符串 void Usart_SendString(USART_TypeDef * pUSARTx, char *str) {uint32_t k = 0;do{Usart_SendByte(pUSARTx, *(str + k));k++;} while(*(str + k)!='0');/* 等待發(fā)送完成 */while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET); }//發(fā)送16位數(shù) void Usart_SendHalfWord(USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch) {uint8_t temp_h, temp_l;/* 取出高八位 */temp_h = (ch & 0xFF00) >> 8;/* 取出低八位 */temp_l = ch & 0xFF;/* 發(fā)送高八位 */USART_SendData(pUSARTx, temp_h);while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);/* 發(fā)送低八位 */USART_SendData(pUSARTx, temp_l);while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); }// 串口中斷服務(wù)函數(shù) void USART1_IRQHandler(void) {uint8_t ucTemp;if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);USART_SendData(USART1, ucTemp);} }int main(void) {USART_Config(9600);Usart_SendString(USART1, "Hello World!n");while(1){} }

仿真結(jié)果

1. 發(fā)送

編譯完成后，點(diǎn)擊

開始仿真，點(diǎn)擊

，打開串口監(jiān)視串口（點(diǎn)擊右側(cè)的箭頭可以選擇第幾個(gè)串口），然后運(yùn)行程序，可以在串口監(jiān)視窗口看到串口發(fā)送的信息。

2. 接收

如果想要仿真串口接收，需要使用虛擬串口軟件vspd，下載安裝完成后，運(yùn)行該軟件：

可以看到左側(cè)有COM1-5共 5個(gè)物理串口，點(diǎn)擊右側(cè)的添加端口，可以添加COM6和COM7兩個(gè)虛擬串口，并自動(dòng)連接這兩個(gè)串口。

此時(shí)可以打開2個(gè)串口工具，分別設(shè)置為COM6和COM7，并分別發(fā)送數(shù)據(jù)，看看對方是否能夠正常接收，如果可以，表示虛擬串口添加并連接成功，此時(shí)在串口工具中關(guān)閉COM6。

運(yùn)行KEIL，并開始仿真后，在COMMAND串口中輸入
MODE COM6 9600,0,8,1
ASSIGN COM6 <S1IN> S1OUT
第一條命令設(shè)置COM6波特率9600，無校驗(yàn)位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，注意這里的設(shè)置應(yīng)該與程序中串口的設(shè)置保持一致。
第二條命令將COM6和單片機(jī)的第一個(gè)串口進(jìn)行綁定，即單片機(jī)第一個(gè)串口的收發(fā)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)的COM6進(jìn)行收發(fā)。
此時(shí)在串口工具打開COM7，并通過串口工具發(fā)送數(shù)據(jù)，程序即可接收到發(fā)送的數(shù)據(jù)。

從上圖可以看到從COM7發(fā)送了一個(gè)A給單片機(jī)，單片機(jī)接收到了A，并將A又發(fā)送出去，COM7接收到了A。
因此，通過虛擬串口軟件，即可在無開發(fā)板、無串口線、無串口設(shè)備的情況下，通過串口工具即可調(diào)試串口接收及發(fā)送程序，實(shí)現(xiàn)純軟件環(huán)境調(diào)試。

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參考資料：

嵌入式開發(fā)直播課 - STM32 USART串口的應(yīng)用?www.makeru.com.cn物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)入門直播課 - 基于STM32講解串口操作?www.makeru.com.cn物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)入門直播課 - 通過Z-stack協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)串口透傳?www.makeru.com.cn嵌入式開發(fā)直播課 - 帶你揭曉STM32定時(shí)器深藏不露的絕技?www.makeru.com.cn物聯(lián)網(wǎng)STM32入門 - 帶你揭曉STM32定時(shí)器深藏不露的絕技?www.makeru.com.cn

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的vc++ cserialport 打开多个串口_STM32之USART串口的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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