介紹STM32F407串口配置步驟，完成串口的數據發送與接收、實現中斷接收，支持printf重定向。

STM32F407 串口配置說明

STM32F4 的串口資源相當豐富的，功能也相當強勁，STM32F407ZGT6 最多可提供 6 路串口，有分數波特率發生器、支持同步單線通信和半雙工單線通訊、支持 LIN、支持調制解調器操作、智能卡協議和 IrDA SIR ENDEC 規范、具有 DMA 等。

【1】串口硬件引腳分析

【2】串口復用引腳介紹

串口寄存器介紹在手冊第26章

GPIO口復用功能引腳配置

F407串口對應的引腳

配置復用功能的寄存器

串口時鐘頻率配置分析

【3】串口1配置示例

Usart.c代碼示例：

#include "usart.h"
 ?
 /*
 函數功能：串口1初始化
 函數形參：
  u32 clock   :時鐘頻率(默認*1000000HZ)  注意：APB1最大時鐘頻率為42MHZ  APB2最大時鐘頻率為84MHZ
  u32 baud :波特率
 硬件連接：
 PA9--- >TX
 PA10-- >RX
 */
 void USART1_Init(u32 clock,u32 baud)
 {
 /*1. 開時鐘*/
 RCC- >AHB1ENR|=1< 0;//使能PORTA時鐘
 RCC- >APB2ENR|=1< 4;//使能USART1時鐘
 
 /*2. 復位串口時鐘*/
 RCC- >APB2RSTR|=1< 4; //使能USART1復位時鐘
 RCC- >APB2RSTR&=~(1< 4); //關閉USART1復位時鐘
 
 /*3. 配置GPIO口模式*/
   GPIOA- >MODER&=~(0x3< 9*2); //清除模式
 GPIOA- >MODER|=0x2< 9*2;    //配置復用功能模式
 
 GPIOA- >MODER&=~(0x3< 10*2); //清除模式
 GPIOA- >MODER|=0x2< 10*2;    //配置復用功能模式
 
 GPIOA- >OTYPER&=~(0x1< 9);  //0表示推挽輸出
 
 GPIOA- >OSPEEDR&=~(0x3< 9*2); //清除之前配置
 GPIOA- >OSPEEDR|=0x2< 9*2;    //50MHZ輸出速度
 
 GPIOA- >PUPDR&=~(0x3< 10*2); //清除之前配置
 GPIOA- >PUPDR|=0x1< 10*2;    //配置上拉
 
 GPIOA- >AFR[1]&=~(0xF< 4*1); //清除PA9配置
 GPIOA- >AFR[1]|=0x7< 4*1;    //配置PA9復用功能模式為串口1
 
 GPIOA- >AFR[1]&=~(0xF< 4*2); //清除PA10配置
 GPIOA- >AFR[1]|=0x7< 4*2;    //配置PA10復用功能模式為串口1
 
 /*4. 配置USART-CR寄存器*/
 USART1- >BRR=(clock*1000000)/baud;//配置波特率
 USART1- >CR1|=1< 3;  //使能發送
 USART1- >CR1|=1< 2;  //使能接收，并開始搜尋RX引腳上的起始位
 USART1- >CR1|=1< 13; //USART模塊使能。
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能：串口字符串發送
 函數形參：
 USART_TypeDef *USARTx :串口的類型 (USART1 USART2 USART3)
 u8 *str:將要發送的字符串
 */
 void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str)
 {
 while(*str!='\\0')
 {
 USARTx- >DR=*str;
   while(!(USARTx- >SR&1< 7)){} //等待發送完成
 str++;
 }
 }
 ?
 ?

Usart.h代碼示例

#ifndef USART_H
 #define USART_H
 #include "stm32f4xx.h"
 void USART1_Init(u32 clock,u32 baud);
 void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str);
 #endif
 ?

Main.c代碼示例

#include "stm32f4xx.h" // Device header
 #include "led.h"
 #include "delay.h"
 #include "key.h"
 #include "usart.h"
 int main(void)
 {
 u8 key,i,c;
 LED_Init();
 KEY_Init();
 USART1_Init(84,115200);
 while(1)
 {
  key=ScanKeyVal(0);
  if(key)
  {
   i=!i;
 LED0(i);
   LED1(i);
 USARTxSendString(USART1,"萬邦易嵌嵌入式開發!\\r\\n");
  }
  
  if(USART1- >SR&1< 5) //接收到數據
  {
  c=USART1- >DR;
  USART1- >DR=c; //將接收到的數據原路返回
  }
 }
 }
 ?
 ?

【4】串口標準輸入輸出重定向

Usart.c文件增加代碼：

#include "usart.h"
 ?
 /*
 函數功能：串口1初始化
 函數形參：
  u32 clock   :時鐘頻率(默認*1000000HZ)  注意：APB1最大時鐘頻率為42MHZ  APB2最大時鐘頻率為84MHZ
  u32 baud :波特率
 硬件連接：
 PA9--- >TX
 PA10-- >RX
 */
 void USART1_Init(u32 clock,u32 baud)
 {
 /*1. 開時鐘*/
 RCC- >AHB1ENR|=1< 0;//使能PORTA時鐘
 RCC- >APB2ENR|=1< 4;//使能USART1時鐘
 
 /*2. 復位串口時鐘*/
 RCC- >APB2RSTR|=1< 4; //使能USART1復位時鐘
 RCC- >APB2RSTR&=~(1< 4); //關閉USART1復位時鐘
 
 /*3. 配置GPIO口模式*/
   GPIOA- >MODER&=~(0x3< 9*2); //清除模式
 GPIOA- >MODER|=0x2< 9*2;    //配置復用功能模式
 
 GPIOA- >MODER&=~(0x3< 10*2); //清除模式
 GPIOA- >MODER|=0x2< 10*2;    //配置復用功能模式
 
 GPIOA- >OTYPER&=~(0x1< 9);  //0表示推挽輸出
 
 GPIOA- >OSPEEDR&=~(0x3< 9*2); //清除之前配置
 GPIOA- >OSPEEDR|=0x2< 9*2;    //50MHZ輸出速度
 
 GPIOA- >PUPDR&=~(0x3< 10*2); //清除之前配置
 GPIOA- >PUPDR|=0x1< 10*2;    //配置上拉
 
 GPIOA- >AFR[1]&=~(0xF< 4*1); //清除PA9配置
 GPIOA- >AFR[1]|=0x7< 4*1;    //配置PA9復用功能模式為串口1
 
 GPIOA- >AFR[1]&=~(0xF< 4*2); //清除PA10配置
 GPIOA- >AFR[1]|=0x7< 4*2;    //配置PA10復用功能模式為串口1
 
 /*4. 配置USART-CR寄存器*/
 USART1- >BRR=(clock*1000000)/baud;//配置波特率
 USART1- >CR1|=1< 3;  //使能發送
 #ifdef USART1_INTERRUPT
 USART1- >CR1|=1< 5;  //開啟串口接收中斷
 SetNVICPriorityGrouping(USART1_IRQn,1,3); //設置中斷優先級
 #endif
 USART1- >CR1|=1< 2;  //使能接收，并開始搜尋RX引腳上的起始位
 USART1- >CR1|=1< 13; //USART模塊使能。
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能：串口字符串發送
 函數形參：
 USART_TypeDef *USARTx :串口的類型 (USART1 USART2 USART3)
 u8 *str:將要發送的字符串
 */
 void USARTxSendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str)
 {
 while(*str!='\\0')
 {
 USARTx- >DR=*str;
 while(!(USARTx- >SR&1< 7)){} //等待發送完成
 str++;
 }
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能:重寫printf底層函數接口
 */
 int fputc(int c,FILE *stream)
 {
   USART1- >DR=c; //發送一個字符
   while(!(USART1- >SR&1< 7)){}
 return c;
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能：重新scanf底層函數接口
 */
 int fgetc(FILE *stream) 
 {
   while(!(USART1- >SR&1< 5)){}
     return USART1- >DR;
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能：串口1的中斷服務函數
 */
 void USART1_IRQHandler(void)
 {
   u8 data;
 if(USART1- >SR&1< 5)
 {
  data=USART1- >DR;
    USART1- >DR=data;
 }
 }
 ?
 ?
 ?
 ?

Main.c代碼示例

#include "stm32f4xx.h" // Device header
 #include "led.h"
 #include "delay.h"
 #include "key.h"
 #include "usart.h"
 int main(void)
 {
 u8 i;
 u8 buff[100];
 LED_Init();
 KEY_Init();
 USART1_Init(84,115200);
 while(1)
 {
 i=!i;
 LED0(i);
 LED1(i);
 printf("STM32F407串口測試!\\r\\n");
 printf("請輸入數據按回車鍵結束: (串口軟件需要勾選發送新行)\\r\\n");
 scanf("%s",buff);
 printf("你輸入的數據為:%s\\r\\n\\r\\n\\r\\n",buff);
 }
 }
 ?
 ?

第一步需要先編寫設置中斷優先級的函數：

sys.c代碼示例

#include "sys.h"
 /*
 函數功能：設置NVIC中斷控制器優先級
 函數形參：
 IRQn_Type IRQn：中斷線
 uint32_t PreemptPriority:搶占優先級
 uint32_t SubPriority:次優先級
 */
 void SetNVICPriorityGrouping(IRQn_Type IRQn,uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority)
 {
  uint32_t Priority;
  NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_2); //設置優先級分組，每個工程只能設置一次
    Priority=NVIC_EncodePriority(NVIC_PriorityGroup_2,PreemptPriority,SubPriority); //編碼優先級
    NVIC_SetPriority(IRQn,Priority); //設置優先級
    NVIC_EnableIRQ(IRQn);
 }
 ?
 ?

Sys.h文件代碼示例：

?
 #ifndef _SYS_H
 #define _SYS_H
 #include "stm32f4xx.h"
 /*中斷控制器分組*/
 #define NVIC_PriorityGroup_0         ((uint32_t)0x700) /*!< 0 bits for pre-emption priority
                                                             4 bits for subpriority */
 #define NVIC_PriorityGroup_1         ((uint32_t)0x600) /*!< 1 bits for pre-emption priority
                                                             3 bits for subpriority */
 #define NVIC_PriorityGroup_2         ((uint32_t)0x500) /*!< 2 bits for pre-emption priority
                                                             2 bits for subpriority */
 #define NVIC_PriorityGroup_3         ((uint32_t)0x400) /*!< 3 bits for pre-emption priority
                                                             1 bits for subpriority */
 #define NVIC_PriorityGroup_4         ((uint32_t)0x300) /*!< 4 bits for pre-emption priority
                                                             0 bits for subpriority */
 ?
 /**
 @code  
  The table below gives the allowed values of the pre-emption priority and subpriority according
  to the Priority Grouping configuration performed by NVIC_PriorityGroupConfig function
   ============================================================================================================================
     NVIC_PriorityGroup   | NVIC_IRQChannelPreemptionPriority | NVIC_IRQChannelSubPriority  | Description
   ============================================================================================================================
    NVIC_PriorityGroup_0  |                0                  |            0-15             |   0 bits for pre-emption priority
                          |                                   |                             |   4 bits for subpriority
   ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    NVIC_PriorityGroup_1  |                0-1                |            0-7              |   1 bits for pre-emption priority
                          |                                   |                             |   3 bits for subpriority
   ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
    NVIC_PriorityGroup_2  |                0-3                |            0-3              |   2 bits for pre-emption priority
                          |                                   |                             |   2 bits for subpriority
   ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
    NVIC_PriorityGroup_3  |                0-7                |            0-1              |   3 bits for pre-emption priority
                          |                                   |                             |   1 bits for subpriority
   ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
    NVIC_PriorityGroup_4  |                0-15               |            0                |   4 bits for pre-emption priority
                          |                                   |                             |   0 bits for subpriority                       
   ============================================================================================================================
 @endcode
 */
 void SetNVICPriorityGrouping(IRQn_Type IRQn,uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
 #endif
 ?