各个串口的引脚说明：
如果是同步通信，则会使用到SCLK同步时钟，下面是它的结构体，如果是异步通信，就用不上（实际中常用的是异步通信）
USART串口通信使用到固件库函数：
下面是要做的实验：
===================================== （1）编写简单的串口通信实验：从开发板发送数据到电脑的串口调试助手
（1）拷贝工程模板，改工程名为：USART，在main.c同级目录下新建目录usart，在usart目录下新建两个文件：bsp_usart.c、bsp_usart.h
（2）bsp_usart.h
#ifndef __BSP_USART_H__
#define __BSP_USART_H__
#include "stm32f10x.h"
// ----------------------- 串口1-USART1
// 使用哪个串口（串口1..5）
#define DEBUG_USARTx USART1
// APB2串口的同步时钟
#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1
// APB2系统时钟（因为串口USART1是挂载到APB2总线上的，所以要打开APB2总线的时钟）
#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
// 串口通信的波特率
#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
// ----------------------- USART GPIO 引脚宏定义
// GPIO引脚
#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)
// APB2系统时钟（因为串口USART1是挂载到APB2总线上的，所以要打开APB2总线的时钟）
#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
// GPIO引脚，发送接PA9，接收接PA10
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
#define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn
#define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler
/* 串口调试配置函数：配置串口的相关参数，使能串口 */
void DEBUG_USART_Config(void);
#endif /* __BSP_USART_H__ */
（3）bsp_usart.c
#include "./usart/bsp_usart.h"
/* 串口调试配置函数：配置串口的相关参数，使能串口 */
void DEBUG_USART_Config(void)
{
/* 结构体变量声明 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART
/* ------------ 第一步：初始化GPIO */
// 打开串口GPIO的时钟
DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN; // 引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 速率
GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化结构体
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* ------------ 第二步：配置串口的初始化结构体 */
// 打开串口外设的时钟
DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
/* 配置串口的工作参数 */
// 波特率
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
// 针数据字长
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
// 停止位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
// 校验位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
// 硬件流控制
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
// 工作模式，收发一起
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
// 完成串口的初始化配置
USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);
/* ------------ 第三步：使能串口 */
USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);
}
（4）main.c
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q');
while(1);
}
（5）实验现象：
1.首先确保电脑已经安装了USB转串口的驱动CH340；
2.使用单片机的USB线将电脑USB口和USB转串口接口连接，编译代码，并烧录到单片机中；
3.打开秉火串口调试助手V1.0.exe，并设置好参数（和程序中参数一致）；
4.按下单片机上的RESET键，在串口助手上就可以接收到数据
===================================== （2）发送一个字节的数据
（1）在bsp_usart.h中添加：
/* 发送一个字节 */
void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t ch);
（2）在bsp_usart.c中添加：
/* 发送一个字节 */
void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t ch)
{
/* 发送一个字节数据到USART */
USART_SendData(pUSARTx, ch);
/* 等待发送数据寄存器为空 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
（3）main.c
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
//USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q');
Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42);
while(1);
}
实验现象：
（1）发送的数据是42，却出现了FF（属于乱码）
（2）把波特率改为：19200，就不会有乱码和其他奇怪的字符了，可能发送数据的速度太快了，又没有进行校验位校验，而且是异步通信，没有
系统时钟进行同步，数据在传输过程中出现了重叠导致的错误。（具体原因还有待研究）
===================================== （3）发送字符串
（1）在bsp_usart.h中添加：
/* 发送字符串 */
void Usart_SendString(USART_TypeDef* pUSARTx, char* str);
（2）在bsp_usart.c中添加：
/* 发送字符串 */
void Usart_SendString(USART_TypeDef* pUSARTx, char* str)
{
unsigned int k=0;
do
{
Usart_SendByte(pUSARTx, *(str + k));
k++;
} while(*(str + k)!='\0');
/* 等待发送完成 */
while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC) == RESET);
}
（3）修改main.c
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
//USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符
//Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节
Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串
while(1);
}
实验现象：出现乱码
用记事本打开本地的main.c文件，另存为ANSI格式（一定要保证本地和keil中改文件要是相同的格式，同是ANSI或同是UTF-8）。
重新编译烧录到开发板中，再试：
把波特率改成115200，再试：数据不整齐，可能会有乱码
===================================== （4）使用C语言的printf函数输出数据到上位机
main.c
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
//USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符
//Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节
//Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串
// 使用printf函数将数据输出到上位机
printf("使用printf函数将数据输出到上位机");
while(1);
}
实验现象：将程序烧录到单片机中，按Reset键并不会打印数据
原因：使用printf发送数据到上位机的过程是，printf -> fputchar -> USART_SendData函数 -> 电脑的上位机
所以下面将USART_SendData函数替换掉fputchar函数即可
（1）在bsp_usart.c中添加：
/* 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}/* 重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数 */int fgetc(FILE *f){ /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);}
（2）在bsp_usart.h中添加库文件：
#include "stdio.h"
（3）修改main.c
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
//USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符
//Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节
//Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串
// 使用printf函数将数据输出到上位机
printf("使用printf函数将数据输出到上位机\r\n");
while(1);
}
（4）如果使用的是MDK，请在工程属性的“Target“-》”Code Generation“中勾选”Use MicroLIB“
实验现象：按下RESET键，串口助手上打印显示数据
========================== （5）上位机发送数据到单片机，单片机将数据返回给上位机
原理是：在bsp_usart.c串口配置函数中添加串口中断配置函数，当单片机接收到上位机发过来的数据之后产生一个中断，就会去bsp_usart.h中找
中断函数的宏定义 USART1_IRQHandler，进而找到中断服务函数的宏定义名函数名 DEBUG_USART_IRQHandler，找到中断函数响应文件stm32f10x_it.c，
找到中断服务函数 DEBUG_USART_IRQHandler，在这个函数里面接收上位机发送过来的数据，并将此数据返回到上位机，
上位机接收到数据之后打印出来。
（1）bsp_usart.c，在函数void DEBUG_USART_Config(void)中添加
/* -------------------------------------------------------- */
// 串口中断优先级配置
NVIC_Configuration();
// 使能串口接收中断
USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);
/* -------------------------------------------------------- */
完整文件：
#include "./usart/bsp_usart.h"
/* 串口中断配置函数 */
static void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 嵌套向量中断控制器组选择 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
/* 配置USART为中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;
/* 抢断优先级*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
/* 子优先级 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
/* 使能中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
/* 初始化配置NVIC */
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/* 串口调试配置函数：配置串口的相关参数，使能串口 */
void DEBUG_USART_Config(void)
{
/* 结构体变量声明 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART
/* ------------ 第一步：初始化GPIO */
// 打开串口GPIO的时钟
DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN; // 引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 速率
GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化结构体
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* ------------ 第二步：配置串口的初始化结构体 */
// 打开串口外设的时钟
DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
/* 配置串口的工作参数 */
// 波特率
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
// 针数据字长
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
// 停止位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
// 校验位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
// 硬件流控制
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
// 工作模式，收发一起
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
// 完成串口的初始化配置
USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);
/* -------------------------------------------------------- */
// 串口中断优先级配置
NVIC_Configuration();
// 使能串口接收中断
USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);
/* -------------------------------------------------------- */
/* ------------ 第三步：使能串口 */
USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);
}
/* 发送一个字节 */
void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t ch)
{
/* 发送一个字节数据到USART */
USART_SendData(pUSARTx, ch);
/* 等待发送数据寄存器为空 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
/* 发送字符串 */
void Usart_SendString(USART_TypeDef* pUSARTx, char* str)
{
unsigned int k=0;
do
{
Usart_SendByte(pUSARTx, *(str + k));
k++;
} while(*(str + k)!='\0');
/* 等待发送完成 */
while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC) == RESET);
}
/* 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}/* 重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数 */int fgetc(FILE *f){ /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);}
（2）在stm32f10x_it.c
/* 串口中断服务函数，DEBUG_USART_IRQHandler函数名在bsp_usart.h中宏定义 */
void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
// 声明一个变量暂时存放接收过来的数据
uint8_t ucTemp;
// 判断是否接收到数据
if(USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
// 如果接收到数据，那么从DEBUG_USARTx串口（在bsp_usart.h中定义为USART1）获取数据
ucTemp = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
// 最后将数据返回到上位机
USART_SendData(DEBUG_USARTx, ucTemp);
}
}
（3）main.c不用修改
/*
USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作
随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
int main(void)
{
/* USART串口通信初始化 */
DEBUG_USART_Config();
/* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */
//USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符
//Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节
//Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串
// 使用printf函数将数据输出到上位机
//printf("使用printf函数将数据输出到上位机\r\n");
while(1);
}
实验现象：
以上的stm32f10x_it.c函数每接收一个数据的时候就产生一次中断，这样对CPU的负荷比较大，在实际的项目当中不会这么操作，而是使用队列的形式来发送数据，
即等上位机将所有数据都发送到开发板之后，开发板再将数据一次性发送到上位机（只产生一次中断）
/* 串口中断服务函数，DEBUG_USART_IRQHandler函数名在bsp_usart.h中宏定义 */
void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
// 声明一个变量暂时存放接收过来的数据
uint8_t ucTemp;
// 判断是否接收到数据
if(USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
// 如果接收到数据，那么从DEBUG_USARTx串口（在bsp_usart.h中定义为USART1）获取数据
ucTemp = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
// 最后将数据返回到上位机
USART_SendData(DEBUG_USARTx, ucTemp);
}
}
以下是环形队列发送数据：
（1）rx_data_queue.h
#ifndef __ESP_DATA_QUEUE_H_
#define __ESP_DATA_QUEUE_H_
#include "stm32f10x.h"
#include
#include
//缓冲队列的个数需要为2的幂
#define QUEUE_NODE_NUM (2) //缓冲队列的大小（有多少个缓冲区）
#define QUEUE_NODE_DATA_LEN (2*1024 ) //单个接收缓冲区大小
// 队列的主体数据类型接口
#define QUEUE_DATA_TYPE ESP_USART_FRAME
// 队列的调试输出接口
#define DATA_QUEUE_LOG QUEUE_DEBUG
#define DATA_QUEUE_LOG_ARRAY QUEUE_DEBUG_ARRAY
// 数据主体
typedef struct
{
char *head; // 缓冲区头指针
uint16_t len; // 接收到的数据长度
}ESP_USART_FRAME;
// 队列结构
typedef struct {
int size; /* 缓冲区大小 */
int read; /* 读指针 */
int write; /* 写指针 */
int read_using; /* 正在读取的缓冲区指针 */
int write_using; /* 正在写入的缓冲区指针 */
QUEUE_DATA_TYPE *elems[QUEUE_NODE_NUM]; /* 缓冲区地址 */
} QueueBuffer;
extern QueueBuffer rx_queue;
/* 信息输出 */
#define QUEUE_DEBUG_ON 1
#define QUEUE_DEBUG_ARRAY_ON 1
#define QUEUE_INFO(fmt,arg...) printf("<<-QUEUE-INFO->> "fmt"\n",##arg)
#define QUEUE_ERROR(fmt,arg...) printf("<<-QUEUE-ERROR->> "fmt"\n",##arg)
#define QUEUE_DEBUG(fmt,arg...) do{\
if(QUEUE_DEBUG_ON)\
printf("<<-QUEUE-DEBUG->> [%d]"fmt"\n",__LINE__, ##arg);\
}while(0)
#define QUEUE_DEBUG_ARRAY(array, num) do{\
int32_t i;\
uint8_t* a = array;\
if(QUEUE_DEBUG_ARRAY_ON)\
{\
printf("\n<<-QUEUE-DEBUG-ARRAY->>\n");\
for (i = 0; i < (num); i++)\
{\
printf("%02x ", (a)[i]);\
if ((i + 1 ) %10 == 0)\
{\
printf("\n");\
}\
}\
printf("\n");\
}\
}while(0)
//输出队列的状态信息
#define cbPrint(cb) DATA_QUEUE_LOG("size=0x%x, read=%d, write=%d\n", cb.size, cb.read, cb.write);\
DATA_QUEUE_LOG("size=0x%x, read_using=%d, write_using=%d\n", cb.size, cb.read_using, cb.write_using);
QUEUE_DATA_TYPE* cbWrite(QueueBuffer *cb);
QUEUE_DATA_TYPE* cbRead(QueueBuffer *cb);
void cbReadFinish(QueueBuffer *cb);
void cbWriteFinish(QueueBuffer *cb);
//void cbPrint(QueueBuffer *cb);
QUEUE_DATA_TYPE* cbWriteUsing(QueueBuffer *cb) ;
int cbIsFull(QueueBuffer *cb) ;
int cbIsEmpty(QueueBuffer *cb) ;
void rx_queue_init(void);
void pull_data_from_queue(void);
void push_data_to_queue(char *src_dat,uint16_t src_len);
#endif
（2）rx_data_queue.c
/**
******************************************************************************
* @file rx_data_queue.c
* @author fire
* @version V1.0
* @date 2015-01-xx
* @brief 环形缓冲区，适用于接收外部数据时用作缓冲
******************************************************************************
* @attention
*
* 实验平台:秉火 IOT STM32 开发板
* 论坛 :http://www.firebbs.cn
* 淘宝 :https://fire-stm32.taobao.com
*
******************************************************************************
*/
#include "./usart/rx_data_queue.h"
//实例化节点数据类型
QUEUE_DATA_TYPE node_data[QUEUE_NODE_NUM];
//实例化队列类型
QueueBuffer rx_queue;
//队列缓冲区的内存池
__align(4) char node_buff[QUEUE_NODE_NUM][QUEUE_NODE_DATA_LEN] ;
/*环形缓冲队列*/
/**
* @brief 初始化缓冲队列
* @param cb:缓冲队列结构体
* @param size: 缓冲队列的元素个数
* @note 初始化时还需要给cb->elems指针赋值
*/
void cbInit(QueueBuffer *cb, int size)
{
cb->size = size; /* maximum number of elements */
cb->read = 0; /* index of oldest element */
cb->write = 0; /* index at which to write new element */
// cb->elems = (uint8_t *)calloc(cb->size, sizeof(uint8_t)); //elems 要额外初始化
}
//(此函数改成了宏，在头文件)
/**
* @brief 输出缓冲队列当前的状态信息
* @param cb:缓冲队列结构体
*/
//void cbPrint(QueueBuffer *cb)
//{
// DATA_QUEUE_LOG("size=0x%x, read=%d, write=%d\n", cb->size, cb->read, cb->write);
// DATA_QUEUE_LOG("size=0x%x, read_using=%d, write_using=%d\n", cb->size, cb->read_using, cb->write_using);
//}
/**
* @brief 判断缓冲队列是(1)否(0)已满
* @param cb:缓冲队列结构体
*/
int cbIsFull(QueueBuffer *cb)
{
return cb->write == (cb->read ^ cb->size); /* This inverts the most significant bit of read before comparison */
}
/**
* @brief 判断缓冲队列是(1)否(0)全空
* @param cb:缓冲队列结构体
*/
int cbIsEmpty(QueueBuffer *cb)
{
return cb->write == cb->read;
}
/**
* @brief 对缓冲队列的指针加1
* @param cb:缓冲队列结构体
* @param p：要加1的指针
* @return 返回加1的结果
*/
int cbIncr(QueueBuffer *cb, int p)
{
return (p + 1)&(2*cb->size-1); /* read and write pointers incrementation is done modulo 2*size */
}
/**
* @brief 获取可写入的缓冲区指针
* @param cb:缓冲队列结构体
* @return 可进行写入的缓冲区指针
* @note 得到指针后可进入写入操作，但写指针不会立即加1，
写完数据时，应调用cbWriteFinish对写指针加1
*/
QUEUE_DATA_TYPE* cbWrite(QueueBuffer *cb)
{
if (cbIsFull(cb)) /* full, overwrite moves read pointer */
{
return NULL;
}
else
{
//当wriet和write_using相等时，表示上一个缓冲区已写入完毕，需要对写指针加1
if(cb->write == cb->write_using)
{
cb->write_using = cbIncr(cb, cb->write); //未满，则增加1
}
}
return cb->elems[cb->write_using&(cb->size-1)];
}
/**
* @brief 数据写入完毕，更新写指针到缓冲结构体
* @param cb:缓冲队列结构体
*/
void cbWriteFinish(QueueBuffer *cb)
{
cb->write = cb->write_using;
}
/**
* @brief 获取可读取的缓冲区指针
* @param cb:缓冲队列结构体
* @return 可进行读取的缓冲区指针
* @note 得到指针后可进入读取操作，但读指针不会立即加1，
读取完数据时，应调用cbReadFinish对读指针加1
*/
QUEUE_DATA_TYPE* cbRead(QueueBuffer *cb)
{
if(cbIsEmpty(cb))
return NULL;
//当read和read_using相等时，表示上一个缓冲区已读取完毕(即已调用cbReadFinish)，
//需要对写指针加1
if(cb->read == cb->read_using)
cb->read_using = cbIncr(cb, cb->read);
return cb->elems[cb->read_using&(cb->size-1)];
}
/**
* @brief 数据读取完毕，更新读指针到缓冲结构体
* @param cb:缓冲队列结构体
*/
void cbReadFinish(QueueBuffer *cb)
{
//重置当前读完的数据节点的长度
cb->elems[cb->read_using&(cb->size-1)]->len = 0;
cb->read = cb->read_using;
}
//队列的指针指向的缓冲区全部销毁
void camera_queue_free(void)
{
uint32_t i = 0;
for(i = 0; i < QUEUE_NODE_NUM; i ++)
{
if(node_data[i].head != NULL)
{
//若是动态申请的空间才要free
// free(node_data[i].head);
node_data[i].head = NULL;
}
}
return;
}
/**
* @brief 缓冲队列初始化，分配内存,使用缓冲队列时，
* @param 无
* @retval 无
*/
void rx_queue_init(void)
{
uint32_t i = 0;
memset(node_data, 0, sizeof(node_data));
/*初始化缓冲队列*/
cbInit(&rx_queue,QUEUE_NODE_NUM);
for(i = 0; i < QUEUE_NODE_NUM; i ++)
{
node_data[i].head = node_buff[i];
/*初始化队列缓冲指针，指向实际的内存*/
rx_queue.elems[i] = &node_data[i];
DATA_QUEUE_LOG("node_data[i].head=0x%x,\r\nrx_queue.elems[i] =0x%x", (uint32_t)node_data[i].head,(uint32_t)rx_queue.elems[i]->head);
memset(node_data[i].head, 0, QUEUE_NODE_DATA_LEN);
}
cbPrint(rx_queue);
}
/**
* @brief 往队列中写入数据的样例
*/
void push_data_to_queue(char *src_dat,uint16_t src_len)
{
QUEUE_DATA_TYPE *data_p;
uint8_t i;
for(i=0;i { /*获取写缓冲区指针，准备写入新数据*/ data_p = cbWrite(&rx_queue); if (data_p != NULL) //若缓冲队列未满，开始传输 { //往缓冲区写入数据，如使用串口接收、dma写入等方式 *(data_p->head + i) = src_dat[i]; data_p->len++; printf("\r\ndata_p->len =%d",data_p->len); }else return; cbPrint(rx_queue); } /*写入缓冲区完毕*/ cbWriteFinish(&rx_queue); cbPrint(rx_queue); } /** * @brief 从队列中取数据的样例 */ void pull_data_from_queue(void) { QUEUE_DATA_TYPE *rx_data; /*从缓冲区读取数据，进行处理，*/ rx_data = cbRead(&rx_queue); if(rx_data != NULL)//缓冲队列非空 { //加上字符串结束符，方便直接输出字符串 *(rx_data->head+rx_data->len) = '\0'; QUEUE_DEBUG("接收到的数据：%s",rx_data->head); QUEUE_DEBUG_ARRAY((uint8_t*)rx_data->head,rx_data->len); //使用完数据必须调用cbReadFinish更新读指针 cbReadFinish(&rx_queue); } } stm32f10x_it.c // 串口中断服务函数 // 把接收到的数据写入缓冲区，在main函数中轮询缓冲区输出数据 void DEBUG_USART_IRQHandler(void) { uint8_t ucCh; QUEUE_DATA_TYPE *data_p; if(USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET) { ucCh = USART_ReceiveData( DEBUG_USARTx ); /*获取写缓冲区指针，准备写入新数据*/ data_p = cbWrite(&rx_queue); if (data_p != NULL) //若缓冲队列未满，开始传输 { //往缓冲区写入数据，如使用串口接收、dma写入等方式 *(data_p->head + data_p->len) = ucCh; if( ++data_p->len >= QUEUE_NODE_DATA_LEN) { cbWriteFinish(&rx_queue); } }else return; } if ( USART_GetITStatus( DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE ) == SET )//数据帧接收完毕 { /*写入缓冲区完毕*/ cbWriteFinish(&rx_queue); ucCh = USART_ReceiveData( DEBUG_USARTx ); //由软件序列清除中断标志位(先读USART_SR，然后读USART_DR) } } 在bsp_uart.c中的void DEBUG_USART_Config(void)函数中添加： /* -------------------------------------------------------- */ // 串口中断优先级配置 NVIC_Configuration(); // 使能串口接收中断【环形队列接收数据配置】 USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE); USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE, ENABLE); //使能串口总线空闲中断 /* -------------------------------------------------------- */ 在main.c文件中调用环形队列发送数据函数： /** ****************************************************************************** * @file main.c * @author fire * @version V1.0 * @date 2013-xx-xx * @brief 使用环形缓冲区的方式接收串口数据 ****************************************************************************** * @attention * * 实验平台:秉火 F103-MINI STM32 开发板 * 论坛 :http://www.firebbs.cn * 淘宝 :https://fire-stm32.taobao.com * ****************************************************************************** */ #include "stm32f10x.h" #include "bsp_usart.h" #include "./usart/rx_data_queue.h" /** * @brief 主函数 * @param 无 * @retval 无 */ int main(void) { /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/ USART_Config(); rx_queue_init(); /* 发送一个字符串 */ Usart_SendString( DEBUG_USARTx,"这是一个串口中断接收回显实验\n"); printf("欢迎使用秉火STM32开发板\n\n\n\n"); while(1) { //获取数据并输出 //实际应用中可参考pull data的方式获取数据进行处理 pull_data_from_queue(); } } /*********************************************END OF FILE**********************/ 实验现象：使用环形队列方式发送数据 ========================== （6）如何使用USART2、USART3、USART4、USART5进行通信？ 根据引脚接线图，可知，串口USART2接在APB1总线上，TX对应的引脚是PA2，TX对应的引脚是PA3 （1）将板子上的串口区域的TXD引脚和PA10引脚之间的跳帽拔掉，RXD引脚和PA9引脚之间的跳帽拔掉，使用两根杜邦线将 TXD引脚和A2引脚连接，RXD引脚和A3引脚连接； （2）修改bsp_usart.h #ifndef __BSP_USART_H__ #define __BSP_USART_H__ #include "stm32f10x.h" #include "stdio.h" // ----------------------- 串口2-USART2 // 使用哪个串口（串口1..5），改为串口2 #define DEBUG_USARTx USART2 // APB1串口的同步时钟，改为总线APB1 #define DEBUG_USART_CLK RCC_APB1Periph_USART2 // APB1系统时钟（因为串口USART2是挂载到APB1总线上的，所以要打开APB1总线的时钟） #define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd // 串口通信的波特率 #define DEBUG_USART_BAUDRATE 19200 // ----------------------- USART GPIO 引脚宏定义 // GPIO引脚 #define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA) // APB1系统时钟（因为串口USART2是挂载到APB1总线上的，所以要打开APB1总线的时钟） #define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd // GPIO引脚，改成：发送接PA2，接收接PA3 #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA #define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_2 #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA #define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_3 // 中断源改为串口2，在stm32f10x.h中 #define DEBUG_USART_IRQ USART2_IRQn // USART1_IRQHandler在startup_stm32f10x_hd.s的中断向量表中定义了，改成串口2的中断服务函数 #define DEBUG_USART_IRQHandler USART2_IRQHandler /* 串口调试配置函数：配置串口的相关参数，使能串口 */ void DEBUG_USART_Config(void); /* 发送一个字节 */ void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t ch); /* 发送字符串 */ void Usart_SendString(USART_TypeDef* pUSARTx, char* str); #endif /* __BSP_USART_H__ */ 其他文件都不要修改 ============================================================================ 一、上位机给单片机发送数据，单片机有两个方法可以接收数据：（1）使用中断。 单片机在检测到有数据过来的时候，产生一个中断，然后在中断服务函数中将数据接收下来。（2）使用库函数重定向。 单片机使用getchar()函数将数据接收下来。需要编写fgetc(FILE *f)重定向函数。 /* 重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数 */ int fgetc(FILE *f) { /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx); } 二、单片机给上位机发送数据，单片机有两个方法可以发送数据：（1）使用printf()函数。需要编写fputc(int ch, FILE *f)重定向函数。其实函数底层还是使用USART_SendData函数 /* 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数 */ int fputc(int ch, FILE *f) { /* 发送一个字节数据到串口 */ USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch); /* 等待发送完毕 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); return (ch); } （2）直接使用固件库函数USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch)将数据发送到上位机。 ============================================================================ ========================== （7）使用getchar函数将数据发送到上位机 （1）为了不相互干涉，先把中断函数屏蔽掉： （2）在bsp_usart.c中添加 fgetc函数，用于单片机使用 getchar() 函数接收数据： /* 重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数 */ int fgetc(FILE *f) { /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx); } （3）main.c /* USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作 随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来 */ #include "stm32f10x.h" #include "./usart/bsp_usart.h" int main(void) { // 接收到的数据存放到局部变量中 uint8_t temp; /* USART串口通信初始化 */ DEBUG_USART_Config(); /* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */ //USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符 //Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节 //Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串 // 使用printf函数将数据输出到上位机 //printf("使用printf函数将数据输出到上位机\r\n"); while(1) { // 使用getchar函数接收上位机数据 temp = getchar(); // 使用printf函数将数据返回到上位机 printf("接收到的字符为：%c\n", temp); } } （4）实验现象： 将程序烧录到单片机，打开串口调试助手，发送一个字符 1 到单片机，单片机将字符 1 返回到串口调试助手 ========================== （8）控制单片机上的LED灯的亮灭 （1）发送字符 1，D4亮D5灭 （2）发送字符 2，D4灭D5亮 （3）发送非 1/2字符，D4、D5均灭 ----------------------------------------------------------------------------------- （1）在main.c的同级目录下新建目录led，在led目录下新建两个文件bsp_led.c和bsp_led.h，并将这两个文件添加到工程中的USER目录下 bsp_led.h： /* 和LED功能模块相关的程序 */ #ifndef __BSP_LED_H__ #define __BSP_LED_H__ #include "stm32f10x.h" /*宏定义*/ #define GPIO_CLK_D4 RCC_APB2Periph_GPIOC // 时钟 #define GPIO_PORT_D4 GPIOC // C端口 #define GPIO_PIN_D4 GPIO_Pin_2 // PC2引脚 #define GPIO_CLK_D5 RCC_APB2Periph_GPIOC // 时钟 #define GPIO_PORT_D5 GPIOC // C端口 #define GPIO_PIN_D5 GPIO_Pin_3 // PC2引脚 /*参数宏定义*/ /* digitalTOGGLE(p,i)是参数宏定义，p表示LED的端口号，ODR是数据输出寄存器， 查stm32f10x的官方中文手册的第8.2章的ODR寄存器，要点亮LED，根据原理图，要输出低电平0， C语言中，^表示异或，即a^b表示a和b不同时输出为1，相同时输出为0，比如0^1=1,1^1=0,0^0=0， 这里为什么操作ODR，p是什么？查看stm32f10x.h文件，搜索GPIO_TypeDef就会明白， i是LED的引脚对应的位电平，经过digitalTOGGLE(p,i) {p->ODR ^= i;}之后， 第一次p为0，i一直为1，第一次异或结果输出1，第二次输出0，第三次输出1，这样间断输出010101，灯不断亮灭 */ // LED灯的状态翻转 //#define digitalTOGGLE(p,i) {p->ODR ^= i;} // 输出高电平（让LED端口置1，BSRR寄存器用于位置1） #define digitalHi(p,i) {p->BSRR = i;} // 输出低电平（让LED端口置0，BRR寄存器用于位清除） #define digitalLo(p,i) {p->BRR = i;} // LED状态翻转 //#define LED1_TOGGLE digitalTOGGLE(GPIO_PORT_D4,GPIO_PIN_D4) //#define LED2_TOGGLE digitalTOGGLE(GPIO_PORT_D5,GPIO_PIN_D5) // D4这个LED亮 #define D4_LED_ON digitalLo(GPIO_PORT_D4,GPIO_PIN_D4) // D4这个LED灭 #define D4_LED_OFF digitalHi(GPIO_PORT_D4,GPIO_PIN_D4) // D5这个LED亮 #define D5_LED_ON digitalLo(GPIO_PORT_D5,GPIO_PIN_D5) // D5这个LED灭 #define D5_LED_OFF digitalHi(GPIO_PORT_D5,GPIO_PIN_D5) /*配置GPIO*/ void LED_GPIO_Config(void); #endif /*__BSP_LED_H__*/ bsp_led.c： /* 和LED功能模块相关的程序头文件 */ /*绝对路径，也可在Options for target中设置头文件*/ #include "./led/bsp_led.h" /*GPIO初始化*/ void LED_GPIO_Config(void) { /*外设结构体*/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct_D4, GPIO_InitStruct_D5; /*第一步：打开外设的时钟，看stm32f10x_rcc.c这个文件的RCC_APB2PeriphClockCmd函数介绍*/ RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIO_CLK_D4, ENABLE); /*第二步：配置外设的初始化结构体*/ GPIO_InitStruct_D4.GPIO_Pin = GPIO_PIN_D4; // PC2的那盏LED灯（D4）的引脚 GPIO_InitStruct_D4.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出模式 GPIO_InitStruct_D4.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; // 引脚速率 GPIO_InitStruct_D5.GPIO_Pin = GPIO_PIN_D5; // PC3的那盏LED灯（D5）的引脚 GPIO_InitStruct_D5.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出模式 GPIO_InitStruct_D5.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; // 引脚速率 /*第三步：调用外设初始化函数，把配置好的结构体成员写到寄存器里面*/ GPIO_Init(GPIO_PORT_D4, &GPIO_InitStruct_D4); GPIO_Init(GPIO_PORT_D5, &GPIO_InitStruct_D5); /* 默认情况下D4和D5是不亮的 */ D4_LED_OFF; D5_LED_OFF; } （2）main.c /* USART串口通信实验：先实现开发发送数据到电脑的串口通信实验的最简单操作 随便发送一个简单字符到电脑，使用串口调试助手接收并打印显示出来 */ #include "stm32f10x.h" #include "./usart/bsp_usart.h" #include "./led/bsp_led.h" int main(void) { // 接收到的数据存放到局部变量中 uint8_t temp; /* LED初始化 */ LED_GPIO_Config(); /* USART串口通信初始化 */ DEBUG_USART_Config(); /* 尝试从开发板发送一个字符到电脑上的串口调试助手，并显示 */ //USART_SendData(DEBUG_USARTx, 'Q'); // 发送一个字符 //Usart_SendByte(DEBUG_USARTx, 0x42); // 发送一个字节 //Usart_SendString(DEBUG_USARTx, "欢迎使用STM32F103RCT6！"); // 发送字符串 // 使用printf函数将数据输出到上位机 //printf("使用printf函数将数据输出到上位机\r\n"); while(1) { // 使用getchar函数接收上位机数据 temp = getchar(); // 使用printf函数将数据返回到上位机 printf("接收到的字符为：%c\n", temp); /* ============ 控制LED的亮灭 ============= */ switch(temp) { case '1': D4_LED_ON; D5_LED_OFF; break; case '2': D4_LED_OFF; D5_LED_ON; break; default: D4_LED_OFF; D5_LED_OFF; break; } } } 实验现象： 将程序烧录到单片机中，打开串口调试助手，默认情况下，D4和D5两盏灯都是灭的，输入1，D4亮D5灭，输入2，D4灭D5亮，输入其他字符，D4和D5都灭 一、上位机给单片机发送数据，单片机有两个方法可以接收数据：（1）使用中断。 单片机在检测到有数据过来的时候，产生一个中断，然后在中断服务函数中将数据接收下来。（2）使用库函数重定向。 单片机使用getchar()函数将数据接收下来。需要编写fgetc(FILE *f)重定向函数。 /* 重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数 */ int fgetc(FILE *f) { /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx); }二、单片机给上位机发送数据，单片机有两个方法可以发送数据：（1）使用printf()函数。需要编写fputc(int ch, FILE *f)重定向函数。其实函数底层还是使用USART_SendData函数 /* 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数 */ int fputc(int ch, FILE *f) { /* 发送一个字节数据到串口 */ USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch); /* 等待发送完毕 */ while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); return (ch); }（2）直接使用固件库函数USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch)将数据发送到上位机。