5. 串口
📌 本节学习目标
- 了解 USART 串行通信的基本原理
- 掌握 STM32 USART 的配置方法
- 学会使用轮询和中断方式收发数据
- 掌握 printf 重定向到串口的方法
5.1 USART 简介
USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)是 STM32 的通用同步/异步收发器。STM32F103C8T6 有 3 个 USART(USART1、USART2、USART3)。
5.2 USART 主要特征
- 全双工双向通信
- 可编程数据字长度(8 位或 9 位)
- 可配置停止位(0.5、1、1.5、2 位)
- 硬件流控制(CTS/RTS)
- 支持同步模式(SPI 模式)
- 支持 DMA 传输
- 独立的发送和接收中断使能
5.3 引脚连接
| USART | TX 引脚 | RX 引脚 | APB 总线 |
|---|---|---|---|
| USART1 | PA9 / PB6(复用) | PA10 / PB7(复用) | APB2(72MHz) |
| USART2 | PA2 / PD5 | PA3 / PD6 | APB1(36MHz) |
| USART3 | PB10 / PD8 | PB11 / PD9 | APB1(36MHz) |
5.4 USART 配置步骤
- 使能 USART 和 GPIO 时钟
- 配置 TX 引脚为复用推挽输出、RX 引脚为浮空输入
- 配置 USART 参数(波特率、字长、停止位等)
- 使能 USART
- 发送/接收数据
5.5 编程示例
C 代码(USART1 配置与 printf)
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
// USART1 初始化:115200bps
void USART1_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 |
RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// TX(PA9) 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// RX(PA10) 浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// USART1 配置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =
USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
// 发送一个字节
void USART1_SendByte(uint8_t data)
{
USART_SendData(USART1, data);
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
// printf 重定向到 USART1
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART1_SendByte((uint8_t)ch);
return ch;
}
int main(void)
{
USART1_Config();
printf("STM32 USART1 Ready!\r\n");
printf("Clock: %d MHz\r\n", SystemCoreClock / 1000000);
while (1);
}💡 这段代码怎么用?
- 串口配置就 4 步:时钟使能 → GPIO 模式 → USART_Init 参数 → 使能,所有串口程序都以它为模板
fputc重定向后,printf就能直接往串口打印——这是最常用的调试手段- 发送必须等待
TXE(发送缓冲空)标志,否则连续发送会丢字节