USART通信接口设计实验

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7.5 USART—串口通讯实验

实验五：USART——串口通讯实验目的●简单了解串口通讯●了解STM32的USART外设●熟悉使用USART进行设备间通讯的方法实验设备●软件Keil5●STM32开发板●软件串口通讯助手实验内容●了解串口通讯和STM32的USART外设●学习使用STM32的USART和电脑进行通讯一、连接开发板把仿真器用USB线连接电脑，如果仿真器的灯亮表示正常，可以使用，然后把仿真器的另外一端连接到开发板，给开发板上电，然后就可以通过软件KEIL给开发板下载程序一、连接开发板USB线连接开发板“USBTO UART”接口跟电脑USB接口●STM32F42xxx 系列控制器有四个USART 和四个UART ，其中USART1和USART6的时钟来源于APB2总线时钟，其最大频率为90MHz ，其他六个的时钟来源于APB1总线时钟，其最大频率为45MHz●UART 只有异步传输功能，所以没有SCLK 、nCTS 和nRTS 功能引脚。

观察上表可发现很多USART 的功能引脚有多个引脚可选，这非常方便硬件设计，只要在程序编程时软件绑定引脚即可本实验使用的发送引脚本实验使用的接收引脚二、USART 功能框图二、USART功能介绍数据寄存器●USART数据寄存器(USART_DR)只有低9位有效，一般使用8位数据字长●USART_DR包含了已发送的数据或者接收到的数据USART_DR实际是包含了两个寄存器，一个专门用于发送的可写TDR，一个专门用于接收的可读RDR●串行通信是一位位传输的，发送时把TDR内容按位发送出去，接收时把每一位按顺序接收到RDR●USART支持DMA传输，实现高速数据传输1.发送器当USART_CR1寄存器的发送使能位TE置1时，启动数据发送，发送移位寄存器的数据会在TX引脚输出，如果是同步模式SCLK也输出时钟信号。

当发送使能位TE置1之后，发送器开始会先发送一个空闲帧(一个数据帧长度的高电平)，接下来就可以往USART_DR寄存器写入要发送的数据；然后等待USART状态寄存器(USART_SR)的TC位为1，表示数据传输完成，如果此时USART_CR1寄存器的TCIE位置1，将产生中断。

usart课程设计

usart课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握USART（通用串行异步接收/发送传输器）的基本原理和应用方法。

具体包括：1.知识目标：了解USART的定义、工作原理、寄存器配置和编程方法。

2.技能目标：能够使用USART进行串行通信，实现数据的发送和接收。

3.情感态度价值观目标：培养学生对嵌入式系统的兴趣，提高他们的问题解决能力和创新意识。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个部分：ART概述：介绍USART的定义、作用和应用场景。

ART工作原理：讲解USART的内部结构、工作原理和通信过程。

ART寄存器配置：详细介绍USART的寄存器及其作用，引导学生学会配置USART。

ART编程方法：讲解如何使用编程语言实现USART的数据发送和接收。

ART应用案例：分析实际案例，让学生学会将USART应用于实际项目中。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解USART的基本原理、寄存器配置和编程方法。

2.讨论法：学生讨论USART的应用场景和实际案例，培养学生的思考能力。

3.案例分析法：分析典型USART应用案例，让学生掌握USART的实际应用。

4.实验法：安排实验环节，让学生动手实践，巩固所学知识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，为学生提供权威、系统的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关参考书，拓展知识面。

3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备USART实验所需的硬件设备，确保学生能够顺利进行实验。

以上是本章节的USART课程设计，希望能对您的教学有所帮助。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：关注学生在课堂上的参与程度、提问回答和小组讨论的表现，以了解他们的学习状况。

2.作业：布置适量的作业，让学生巩固所学知识，通过作业完成情况评估学生的掌握程度。

基于stm32的串口通信设计报告

基于stm32的串口通信设计报告基于STM32的串口通信设计报告一、引言STM32微控制器因其高性能、低功耗和丰富的外设接口而广泛应用于各种嵌入式系统。

其中，串口通信（UART）是STM32中非常常用的一种通信方式，它允许微控制器与其他设备或计算机进行数据交换。

本报告将详细介绍基于STM32的串口通信设计。

二、STM32串口通信概述STM32的UART通信主要通过其通用同步/异步接收器发送器（USART）实现。

USART是一个全双工的串行通信接口，支持同步和异步两种模式。

它提供了一种可靠的通信方式，适用于低速和高速数据传输。

三、串口通信硬件设计1. 引脚配置：根据具体的STM32型号，选择适当的TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、RTS（请求发送）和CTS（清除发送）等引脚。

2. 电源与地：为UART模块提供稳定的电源和地线。

3. 电平转换：如果微控制器与外部设备之间的电平不匹配，需要进行电平转换。

四、串口通信软件设计1. 初始化UART：在开始通信之前，需要配置UART的各种参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验等。

这通常在STM32的初始化代码中完成。

2. 数据发送：通过使用HAL库或标准外设库函数，可以方便地发送数据。

一般来说，发送函数会将数据放入一个缓冲区，然后启动发送过程。

3. 数据接收：与发送类似，接收数据时，数据首先被读取到一个缓冲区中，然后可以通过中断或轮询方式进行处理。

4. 中断处理：为了提高效率，可以启用UART的中断功能。

当中断被触发时，相应的中断处理程序会被执行，用于处理接收或发送的数据。

五、示例代码与测试以下是一个简单的示例代码，展示了如何在STM32上使用HAL库进行UART通信：include "stm32f4xx_"UART_HandleTypeDef huart1;void SystemClock_Config(void);static void MX_GPIO_Init(void);static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();uint8_t txBuffer[] = "Hello, UART!";HAL_UART_Transmit(&huart1, txBuffer, sizeof(txBuffer), HAL_MAX_DELAY);while (1)// 循环等待，直到收到中断或手动终止程序}}```六、结论通过本报告，我们详细介绍了基于STM32的串口通信设计。

嵌入式_USART 串口通讯

USART_ART_HardwareFlowControl =
USART_HardwareFlowControl_None;
USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
/* Configure USARTy */
int main(void)
{/* System Clocks Configuration */
RCC_Configuration();
/* Configure the GPIO ports */
GPIO_Configuration();
USART_ART_BaudRate = 230400;
/* Enable the USARTz */
USART_Cmd(USARTz, ENABLE);
while(TxCounter < TxBufferSize)
{
/* Send one byte from USARTy to USARTz */
USART_SendData(USARTy, TxBuffer[TxCounter++]);
LCD_Clear(White);
/* Set the LCD Text Color */
LCD_SetTextColor(Black);
printf(" STM3210C-EVAL \n");
printf("USART with interrupt\n");
/* Check the received data with the send ones */
2.打开示例程序工程
\basic_examples\STM32F10x_StdPeriph_Examples\16-USART\01-Polling\RVMDK，

STM32-USART实验

1：void USART_SendString(char *str)必须是char型变量，不能用u8来定义，否则会出现黄色感叹号标记。
2：index必须赋初值0，否则字符串前会出现乱码。
在VC6中我们常用到printf函数，非常方便，这里我们对程序加入一些函数，也可以实现这种效果。
首先在usart.h中加入#include “stdio.h”，然后在usart.c中加入
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);（必须加上这句！！否则会出现第一句首字母丢失问题！！根本原因是因为SR寄存器中的TC标志默认是置1的。如果不加，写字符串的时候，前面留一个空格也行）
USART_SendData(USART1,ch);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
u16 data;
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE))
USART_ART_StopBits=USART_StopBits_1;
USART_ART_WordLength=USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);

UART串口通信设计实例

UART串口通信设计实例UART（通用异步收发传输）串口通信是一种常见的串行通信协议，用于在计算机系统和外部设备之间进行数据传输。

它是一种异步串行通信协议，可以实现可靠的数据传输。

在本文中，我们将介绍一个基于UART串口通信的设计实例。

UART串口通信的基本原理是通过发送和接收数据帧来实现数据传输。

数据帧由一个起始位、数据位、校验位和停止位组成。

起始位用于标识数据帧的开始，停止位用于标识数据帧的结束，数据位用于传输真实的数据，校验位用于验证数据的准确性。

在UART串口通信中，发送方和接收方需要使用相同的波特率（即数据传输速率）来进行通信。

设计实例中的UART串口通信涉及两个设备：一个发送设备和一个接收设备。

发送设备通过UART串口将数据传输给接收设备，接收设备接收数据并进行处理。

首先，我们需要确定UART串口的硬件连接，通常包括TX（发送线）、RX（接收线）和GND（地线）。

当然，在实际设计中，根据不同的设备和系统需求，连接方式可能会有所不同。

在设计UART串口通信时，我们需要编写相应的软件代码来实现数据的发送和接收。

发送端的软件代码应该包括以下步骤：1.初始化UART串口，设置波特率、数据位、校验位和停止位等参数。

2.将需要发送的数据放入发送缓冲区。

3.等待发送缓冲区为空。

4.将数据从发送缓冲区发送到UART串口。

5.检查发送是否成功，并采取相应的措施。

接收端的软件代码应该包括以下步骤：1.初始化UART串口，设置波特率、数据位、校验位和停止位等参数。

2.等待接收缓冲区有数据。

3.从UART串口接收数据。

4.将接收到的数据存储到接收缓冲区。

5.处理接收到的数据。

在设计UART串口通信时，需要注意以下几点：1.确保发送设备和接收设备的波特率、数据位、校验位和停止位等参数一致，否则数据传输可能会出错。

2.对于长时间的数据传输，建议使用缓冲区来处理数据，以提高效率。

3.在接收端，需要考虑数据处理的速度是否能够跟上数据的接收速率，否则接收缓冲区可能会溢出。

UART串口通信设计实例

UART串口通信设计实例UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种串口通信的协议，通过UART可以实现两个设备之间的数据传输。

在本文中，我们将设计一个基于UART的串口通信系统，并用一个实例来说明如何使用UART进行数据传输。

串口通信系统设计实例：假设我们有两个设备：设备A和设备B，它们之间需要通过串口进行数据传输。

设备A是一个传感器，负责采集环境温度信息；设备B是一个显示屏，负责显示温度信息。

首先，我们需要确定使用的UART参数，包括波特率、数据位数、校验位和停止位等。

假设我们选择的参数为9600波特率、8位数据位、无校验位和1个停止位。

接下来，我们需要确定数据的格式。

在本例中，我们选择使用ASCII码来表示温度值。

ASCII码是一种常用的字符编码方式，将字符与数字之间建立了一一对应的关系。

假设我们将温度的数据范围设置为-10到50，那么ASCII码表示为0x30到0x39和0x2d（负号）。

现在，我们可以开始设计串口通信系统的流程了：1.设备A采集环境温度信息，并将温度值转换成ASCII码格式。

2.设备A将ASCII码格式的温度值按照UART协议发送给设备B。

3.设备B接收UART数据，并将ASCII码格式的温度值转换成温度值。

4.设备B将温度值显示在屏幕上。

接下来，我们将详细介绍每个步骤的实现细节：1.设备A采集环境温度信息，并将温度值转换成ASCII码格式。

设备A可以使用温度传感器读取环境温度，并将读取的温度值转换成ASCII码。

例如，如果读取到的温度值为25，ASCII码格式为0x32和0x352.设备A将ASCII码格式的温度值按照UART协议发送给设备B。

设备A可以通过UART发送函数将ASCII码格式的数据发送给设备B。

发送函数会将数据按照UART协议的要求进行传输，包括起始位、数据位、校验位和停止位等。

3.设备B接收UART数据，并将ASCII码格式的温度值转换成温度值。

实验七 UART串口通信

实验七UART串口通信一、实验目的1.能够理解UART串口通信的基本原理和通信过程。

2.学会通过配置寄存器，实现串口通信的基本操作过程。

二、实验内容通过对单片机编程来实现UART串口通信的基本过程，通过串口调试助手发送数据到单片机，并在数码管上显示出来。

三、实验参考原理3.1 串行通信的初步认识通信按照基本类型可以分为并行通信和串行通信。

并行通信时数据的各个位同时传送，可以实现字节为单位通信，但是因为通信线多占用资源多，成本高。

比如我们前边用到的P0 = 0xfe;一次给P0的8个IO口分别赋值，同时进行信号输出，类似于有8个车道同时可以过去8辆车一样，这种形式就是并行的，我们习惯上还称P0、P1、P2和P3为51单片机的4组并行总线。

而串行通信，就如同一条车道，一次只能一辆车过去，如果一个0xfe这样一个字节的数据要传输过去的话，假如低位在前高位在后，那发送方式就是0-1-1-1-1-1-1-1-1，一位一位的发送出去的，要发送8次才能发送完一个字节。

在STC89C52上，有两个引脚，是专门用来做UART串口通信的，一个是P3.0一个是P3.1，还分别有另外的名字叫做RXD和TXD，这两个引脚是专门用来进行UART通信的，如果我们两个单片机进行UART串口通信的话，那基本的演示图如图3-1所示。

图3-1 单片机之间UART通信示意图图中，GND表示单片机系统电源的参考地，TXD是串行发送引脚，RXD是串行接收引脚。

两个单片机之间要通信，首先电源基准得一样，所以我们要把两个单片机的GND相互连起来，然后单片机1的TXD引脚接到单片机2的RXD引脚上，即此路为单片机1发送而单片机2接收的通道，单片机1的RXD引脚接到单片机2的TXD引脚上，即此路为单片机2发送而单片机2接收的通道。

这个示意图就体现了两个单片机各自收发信息的过程。

当单片机1想给单片机2发送数据时，比如发送一个0xE4这个数据，用二进制形式表示就是0b11100100，在UART通信过程中，是低位先发，高位后发的原则，那么就让TXD 首先拉低电平，持续一段时间，发送一位0，然后继续拉低，再持续一段时间，又发送了一位0，然后拉高电平，持续一段时间，发了一位1......一直到把8位二进制数字0b11100100全部发送完毕。

串口通信实验报告

一、实验目的1. 了解串口通信的基本原理和作用。

2. 掌握单片机串口通信的编程方法。

3. 通过实验验证串口通信的可靠性和稳定性。

二、实验原理串口通信是指通过串行通信接口进行的数据传输方式。

串口通信具有传输速率较低、通信距离较近等特点，但具有简单、可靠、易于实现等优点。

在单片机应用中，串口通信广泛应用于数据采集、设备控制、远程通信等领域。

单片机串口通信的基本原理是：通过单片机的串行通信接口（如UART、USART等）发送和接收数据。

串口通信的数据格式通常包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。

三、实验设备1. 单片机开发板（如STC89C52、STM32等）2. 串口调试助手（如PuTTY、串口调试助手等）3. 仿真软件（如Proteus、Keil等）四、实验内容1. 串口通信硬件连接2. 串口通信软件编程3. 串口通信调试与验证五、实验步骤1. 硬件连接（1）将单片机的TXD、RXD、GND等引脚与计算机的串口通信线相连。

（2）将计算机的串口通信线与串口调试助手相连。

2. 软件编程（1）在仿真软件中编写单片机程序，实现数据的发送和接收。

（2）在串口调试助手中编写程序，实现数据的发送和接收。

3. 调试与验证（1）在仿真软件中运行单片机程序，观察串口调试助手中的数据是否正确接收。

（2）修改单片机程序，改变发送和接收的数据，验证串口通信的可靠性。

六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了单片机与计算机之间的串口通信。

在串口调试助手中，可以观察到单片机发送的数据被正确接收，同时也可以向单片机发送数据。

2. 实验分析（1）实验验证了单片机串口通信的可靠性和稳定性。

（2）实验过程中，需要注意波特率、数据位、停止位等参数的设置，以保证通信的准确性。

（3）实验过程中，可以尝试不同的通信协议，如ASCII码、十六进制等，以适应不同的应用场景。

七、实验心得1. 串口通信是一种简单、可靠的数据传输方式，在单片机应用中具有广泛的应用前景。

实验二 UART串口通信实验

实验二UART串口通信实验一、实验目的：１、了解S3C2410X处理器UART相关控制寄存器的使用；2、熟悉ARM处理器系统硬件电路中UART接口的设计方法；3、掌握ARM处理器串行通信的软件编程方法。

二、实验原理S3C2410X UART 单元提供三个独立的异步串行通信接口，皆可工作于中断和DMA模式。

使用系统时钟最高波特率达230.4Kbps，如果使用外部设备提供的时钟，可以达到更高的速率。

每一个UART单元包含一个16字节的FIFO，用于数据的接收和发送。

S3C2410X UART支持可编程波特率，红外发送/接收，一个或两个停止位，8bit数据宽度和1bit奇偶校验。

三、实验仪器设备1、EDUKIT-IV实验平台2、Mini2410 核心子板3、5V/2A电源适配器4、Emlink-w仿真器套件5、交叉串口线四、实验步骤（4）打开H-JTAG软件设置LPT线连接（5）探测芯片内核（ARM920T）（6）打开工程文件UART_TEST.UV2,选择Bulild Target或编译链接工程，如果显示0 Errors表示编译成功。

（7）选择开始->程序->附件->通讯->超级终端，设置COM1通讯，115200波特率，8位数据位，1位奇偶校验位。

（8）选择Debug->Start Debug Session或者调试工程并下载至SDRAM中。

（9）选择Debug->Run运行程序或者全速运行程序，并在超级终端中观察实验结果。

5、实验结果分析超级终端显示：UART0 Communication Test ExamplePlease input words, then press Enter:/> abcThe words that you input are: abc满足实验要求。

UART串口通信实验报告

实验四UART串口通信学院：研究生院学号：1400030034姓名：张秋明一、实验目的及要求设计一个UART串口通信协议，实现“串<-->并”转换功能的电路，也就是“通用异步收发器”。

二、实验原理UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。

该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

资料位：紧接着起始位之后。

资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。

通常采用ASCII码。

从最低位开始传送，靠时钟定位。

奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。

可以是1位、1.5位、2位的高电平。

由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。

因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。

适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

波特率：是衡量资料传送速率的指标。

表示每秒钟传送的符号数（symbol）。

一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。

例如资料传送速率为120字符/秒，传输使用256阶符号，每个符号代表8bit，则波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。

这两者的概念很容易搞错。

三、实现程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号;rs232_tx: out std_logic --RS232发送数据信号;); end uart;architecture behav of uart iscomponent uart_rx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送);end component;component speed_select port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic --接收数据后，波特率时钟启动信号置位);end component;component uart_tx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);end component;signal bps_start_1:std_logic;signal bps_start_2:std_logic;signal clk_bps_1:std_logic;signal clk_bps_2:std_logic;signal rx_data:std_logic_vector(7 downto 0);signal rx_int:std_logic;beginRX_TOP: uart_rx port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,rs232_rx=>rs232_rx,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1,rx_data=>rx_data,rx_int=>rx_int);SPEED_TOP_RX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1);TX_TOP:uart_tx port map(clk=>clk, --系统时钟rst_n=>rst_n, --复位信号rs232_tx=>rs232_tx, --RS232发送数据信号clk_bps=>clk_bps_2, --此时clk_bps 的高电平为发送数据的采样点bps_start=>bps_start_2,--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data=>rx_data, --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int=>rx_int --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);SPEED_TOP_TX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_2,bps_start=>bps_start_2);end behav;-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3个子模块------------------------------------------------------------------------------异步接收模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_rx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_rx;architecture behav of uart_rx issignal rs232_rx0: std_logic;signal rs232_rx1: std_logic;signal rs232_rx2: std_logic;signal rs232_rx3: std_logic;signal neg_rs232_rx:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal rx_data_r:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_rx0<='0';rs232_rx1<='0';rs232_rx2<='0';rs232_rx3<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrs232_rx0<=rs232_rx;rs232_rx1<=rs232_rx0;rs232_rx2<=rs232_rx1;rs232_rx3<=rs232_rx2;end if;end if;neg_rs232_rx <=rs232_rx3 and rs232_rx2 and not(rs232_rx1)and not(rs232_rx0);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';rx_int<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rs232_rx='1') then--接收到串口数据线rs232_rx 的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收rx_int<='1';--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号rx_int<='0';--接收数据中断信号关闭end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_data_r<="00000000";rx_data<="00000000";num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rx_data_r(0)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 2=>rx_data_r(1)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 3=>rx_data_r(2)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 4=>rx_data_r(3)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 5=>rx_data_r(4)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 6=>rx_data_r(5)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 7=>rx_data_r(6)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 8=>rx_data_r(7)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 10=>rx_data<=rx_data_r;when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;---------------------------------波特率控制模块-----------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity speed_select isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic--接收数据后，波特率时钟启动信号置位或者开始发送数据时，波特率时钟启动信号置位);end speed_select;architecture behav of speed_select issignal cnt:std_logic_vector(12 downto 0);signal clk_bps_r:std_logic;constant BPS_PARA:integer:=5207;constant BPS_PARA_2:integer:=2603;beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thencnt<="0000000000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif((cnt=BPS_PARA)or(bps_start='0')) thencnt<="0000000000000"; --波特率计数器清零elsecnt<=cnt+'1';--波特率时钟计数启动end if;end if;end if;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenclk_bps_r<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(cnt=BPS_PARA_2) thenclk_bps_r<='1'; --clk_bps_r高电平为接收数据位的中间采样点，同时也作为发送数据的数据改变点elseclk_bps_r<='0'; --波特率计数器清零end if;end if;end if;clk_bps<=clk_bps_r;end process;end behav;---------------------------------异步发送模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_tx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_tx;architecture behav of uart_tx issignal rx_int0: std_logic;signal rx_int1: std_logic;signal rx_int2: std_logic;signal neg_rx_int:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal tx_data:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_int0<='0';rx_int1<='0';rx_int2<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrx_int0<=rx_int;rx_int1<=rx_int0;rx_int2<=rx_int1;end if;end if;neg_rx_int <=not(rx_int1)and (rx_int2);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';tx_data<="00000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rx_int='1') then--接收到串口数据线rs232_rx的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收tx_data<=rx_data;--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_tx<='1';num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rs232_tx<='0';when 2=>rs232_tx<=tx_data(0);--发送第1bitwhen 3=>rs232_tx<=tx_data(1);--发送第2bitwhen 4=>rs232_tx<=tx_data(2);--发送第3bitwhen 5=>rs232_tx<=tx_data(3);--发送第4bitwhen 6=>rs232_tx<=tx_data(4);--发送第5bitwhen 7=>rs232_tx<=tx_data(5);--发送第6bitwhen 8=>rs232_tx<=tx_data(6);--发送第7bitwhen 9=>rs232_tx<=tx_data(7);--发送第8bitwhen 10=>rs232_tx<='1';when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;四、实验步骤1、建立新工程UART，选择芯片，型号为cyclone ii EP2C35F484C8。

USART实验

串口传输中查询与中断的优劣：整体上讲查询方式会使程序运行一直处于等待状态，而中断方式可以保证程序的正常运行，很好的实现多任务方式。

下面就具体项目中上位机和ARM板的通信方面详细说明一下：上位机发送命令方面：在上位机与ARM板的通信中，上位机给ARM板发送数据必须使用中断方式，这样才不会使系统处于一直等待状态，影响其它任务的正常运行，保证了整个控制系统的实时性和快速响应。

ARM板上传数据方面：由于ARM采集到的信息是通过CAN中断进行的，像上位机发送信息也一块在CAN 中断处理中完成了，并且上位机可以一直处于等待状态，对于ARM向上位机回发信息采用中断目前来讲意义不大。

串口中断（发送和接收）的产生机制：A T91对于串口中断有专门的寄存器控制，实现简单的串口中断可以通过一下设置实现：首先是串口初始化，以保证串口可以正常通信。

然后是写AIC相应寄存器注册相应串口中断。

然后是写中断服务子函数。

最后是使能AIC控制器中相应的串口中断和串口中断控制器中相应的接收发送中断。

需要指出的是在7X256芯片中设置了PDC模块（外设数据控制器），使用PDC避免了处理器干涉并减去了处理器中断处理开销。

这显著减少了数据传输所需时钟周期数并提高了微控制器性能，使其更加高效。

介于此我们的串口中应用到了这一外设，所以在相应的串口驱动中需要添加PDC接收发送使能语句。

串口出错检验：根据串口传输协议，项目中主要是设置开始位、停止位和无奇偶校验位用于保证串口传输的正确性。

串口相关控制寄存器：控制寄存器US_CR模式寄存器US_MR中断使能寄存器US_IER中断禁用寄存器US_IDR中断屏蔽寄存器US_IMR通道状态寄存器US_CSR接收器保持寄存器US_RHR发送器保持寄存器US_THR波特率发生器寄存器US_BRGR接收器超时寄存器US_RTOR发送器时间保障寄存器US_TTGRFI DI比率寄存器US_FIDI错误数目寄存器US_NERIrDA滤波寄存器US_IF串口初始化代码：int CMain (void){A T91F_US0_CfgPMC(); //使能串口时钟A T91F_US0_CfgPIO(); //设置引脚连接模块将对应IO连接到UART0A T91C_BASE_US0->US_CR = 0X50；//使能接收发送器A T91C_BASE_US0->US_MR=A T91C_US_USMODE_NORMAL|A T91C_US_NBSTOP_1_BIT|A T91C_US_PAR_NONE|A T91C_US_CHRL_8_BITS|A T91C_US_CLKS_FDIV1|A T91C_US_OVER ;//设置串口模式：普通模式1位停止位无奇偶校验传输数据长度为8位时钟分频输入重采样模式A T91C_BASE_US0->US_BRGR =39; //设置串口波特率根据计算公式实际波特率为19200A T91F_PDC_EnableTx (A T91C_BASE_PDC_US0); // PDC发送传输使能A T91F_PDC_EnableRx (A T91C_BASE_PDC_US0); // PDC接受传输使能}简单中断接收方式代码：int rBuf[3];int CMain (void){A T91F_AIC_DisableIt(A T91C_BASE_AIC,0xffffffff); //禁止所有中断//------------注册串口接收中断--------------A T91F_US0_CfgPMC(); //使能串口时钟A T91F_US0_CfgPIO(); //设置引脚连接模块将对应IO连接到UART0A T91C_BASE_US0->US_CR = 0X50；//使能接收发送器A T91C_BASE_US0->US_MR=A T91C_US_USMODE_NORMAL|A T91C_US_NBSTOP_1_BIT|A T91C_US_PAR_NONE|A T91C_US_CHRL_8_BITS|A T91C_US_CLKS_FDIV1|A T91C_US_OVER ;//设置串口模式：普通模式1位停止位无奇偶校验传输数据长度为8位时钟分频输入重采样模式A T91C_BASE_US0->US_BRGR =39; //设置串口波特率根据计算公式实际波特率为19200A T91F_AIC_ConfigureIt(A T91C_BASE_AIC,A T91C_ID_US0,A T91C_AIC_PRIOR_HIGHEST,A T91C_AIC_SRCTYPE_INT_HIGH_LEVEL,irqGetFromPC);//注册串口中断A T91C_BASE_AIC->AIC_IECR=1<<A T91C_ID_US0; //使能AIC串口中断A T91C_BASE_US0->US_IER=1; //使能串口中断A T91F_PDC_EnableTx (A T91C_BASE_PDC_US0); // PDC发送传输使能A T91F_PDC_EnableRx (A T91C_BASE_PDC_US0); // PDC接受传输使能}//----------------------串口接收中断服务子函数--------------------------------__irq void irqGetFromPC(void){A T91C_BASE_PDC_US0->PDC_RPR = (unsigned int)rBuf；//设置接收存储地址A T91C_BASE_PDC_US0->PDC_RCR =3; //设置PDC接收节点数*A T91C_AIC_EOICR=1<<A T91C_ID_US0;}}。

STM32与PC机USART通信教学实验设计

现代电子技术Modern Electronics TechniqueMay 2022Vol.45No.102022年5月15日第45卷第10期通用同步异步收发器（Universal Synchronous /Asynchronous Receiver/Transmitter ，USART ），简称串口，为与使用工业标准NRZ 异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换提供了一种灵活的方法。

万物互联使世界更加精彩，在有线数据通信中，串口无疑是一个理想选择，其简单高效、灵活可靠，普遍存在于各主从设备当中[1⁃2]。

串口通信是嵌入式系统教学的重点和难点，需要理解其通信原理，但更重要的是在实践中DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.10.005引用格式：黄克亚，余雷，李晓旭.STM32与PC 机USART 通信教学实验设计[J].现代电子技术，2022，45（10）：21⁃25.STM32与PC 机USART 通信教学实验设计黄克亚，余雷，李晓旭（苏州大学机电工程学院，江苏苏州215131）摘要：为克服传统串行通信接口USART 实验设计存在的只注重软件不关注硬件、只进行验证不进行应用、只编写微控制器程序不开发上位机软件等不足，文中设计STM32与PC 机串口通信教学实验。

硬件设计采用CH340G 芯片实现USB 转串口功能，实现供电、下载、通信三者合一。

软件设计方面，独立完成微控制器程序设计和上位机软件开发两部分工作，并提出一种串口通信应用层协议，合并2位控制位和6位数据位形成单字节数据帧，突破单次发送数据顺序和大小的限制。

该协议具有简洁、高效、灵活等优点。

实验在微控制器与上位机之间建立双向数据传输通道以实现网络时间同步，测试显示系统稳定、通信可靠，可达到预期效果。

实践结果表明，所设计实验软硬件兼顾，系统设计能力考察全面，具有较强的工程实践意义和良好的可扩展性。

24. USART串口通信实验

10位×240个/秒 = 2400 bps
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2.STM32F1的USART介绍
2.1 串口通信简介串口通信(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据
信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通信方式，属于串行通信方式。串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
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（4）使能TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState); USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
（5）设置串口中断类型并使能
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接收中断
USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC， ENABLE);
对应的串口中断类型可在stm32f10x_usart.h中查找到
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（6）设置串口中断优先级，使能串口中断通道
USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发
模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
//读取接收到的

5.USART实验

USART_ART_Parity=USART_Parity_No; USART_ART_StopBits=USART_StopBits_1; USART_ART_WordLength=USART_WordLength_8b; USART_Init(USART1,&USART_InitStrue);
嵌入式系统
五. USART实验
本章内容
• 1. 串口简介
• 2. STM32串口通信基础
• 3. 串口通信案例 • 4. 串口调试方法
1. 串口简介
1.1 处理器与外部设备通信的两种方式：
并行通信
传输原理：数据各个位同时传输。优点：速度快
缺点：占用引脚资源多串行通信
传输原理：数据按位顺序传输。优点：占用引脚资源少缺点：速度相对较慢
2.9 数据寄存器(USART_DR) （STM32参考手册 P541)
STM32 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的，这是一个双寄存器，包含了 TDR 和 RDR。只用了低 9 位（ DR[8： 0]），其他都是保留。DR[8： 0]为串口数据，包含了发送或接收的数据。由于它是由两个寄存器组成的，一个给发送用 (TDR)，一个给接收用 (RDR)，该寄存器兼具读和写的功能。 TDR 寄存器提供了内部总线和输出移位寄存器之间的并行接口。 RDR 寄存器提供了输入移位寄存器和内部总线之间的并行接口。当使能校验位(USART_CR1 中 PCE 位被置位)进行发送时，写到 MSB 的值(根据数据的长度不同， MSB 是第 7 位或者第 8 位) 会被后来的校验位取代。当使能校验位进行接收时，读到的 MSB 位是接收到的校验位。
是给串口的时钟（ PCLK1 用于 USART2、3、 4、5， PC LK2 用于 USART1）；USARTDIV 是一个无符号定点数。假设串口 1 要设置为 115200 的波特率，而 PCLK2 的时钟为 72M

实验三USART实验

实验三：STM32串口通信仿真一、实验类型设计性实验。

二、实验器材1、PC微机1台2、MDK开发环境三、实验目的与任务实验目的：1、理解STM32 UASRT串行接口的结构和基本工作原理2、掌握STM32 UASRT串行接口的初始化和操作方法实验任务：利用STM32处理器USART1与上位机通信，串行通信帧格式为数据8位，无奇偶校验，停止位1位，波特率115200。

基于实验二通用定时器的基础，实现时：分：秒计时器，利用串口显示当前计时时间（时：分：秒）。

四、参考资料1、《嵌入式系统基础及应用》第8章 USART部分2、参考手册：STM32F10xxx_RM0008_CH_Rev7V3.pdf3、数据手册：STM32F103CDE增强型系列数据手册(2009年3月).pdf4、固件库：STM32F101xx和STM32F103xx固件函数库.pdf五、实验基本原理1、STM32 USART内部结构见STM32F10xxx_RM0008_CH_Rev7V3.pdf P474-P4812、STM32 USART工作方式见STM32F10xxx_RM0008_CH_Rev7V3.pdf P472-P4813、STM32 UASRT相关寄存器见STM32F10xxx_RM0008_CH_Rev7V3.pdf P494-P5014、STM32固件库对USART的定义及相关函数见STM32F101xx和STM32F103xx固件函数库.pdf P343-P361重点注意:函数USART_Init、函数USART_Cmd、函数USART_ITConfig、函数USART_SendData、函数USART_ReceiveData、函数USART_GetITStatus六、实验步骤1、该实验基于实验二的基础上进行，复制实验二工程项目，更名为STM_SY3。

2、新建SY_USART.C和SY_USART.h文件，并保存在STM_SY3/USER目录。

MCU实验6 UART通信接口--RS232通信实验

MCU实验6 UART通信接口--RS232通信实验UCAxCTL1 Register，USCI_Ax Control Register 1（bit7-0）bit7-6 UCSSELx USCI clock source select. These bits select the BRCLK source clock.00b = UCAxCLK(external USCI clock)(default)01b = ACLK10b = SMCLK11b = SMCLKbit5 UCRXEIE Receive erroneous-character interrupt enable0b = Erroneous characters rejected and UCRXIFG is not set.(default)1b = Erroneous characters received set UCRXIFG.bit4 UCBRKIE Receive break character interrupt enable0b = Received break characters do not set UCRXIFG.(default)1b = Received break characters set UCRXIFGbit3 UCDORM Dormant. Puts USCI into sleep mode.0b = Not dormant. All received characters set UCRXIFG.(default)1b = Dormant. Only characters that are preceded by an idle-line or withaddress bit set UCRXIFG. In UART mode with automatic baud-rate detection,only the combination of a break and synch field sets UCRXIFG.bit0 UCSWRST Software reset enable0b = Disabled. USCI reset released for operation.1b = Enabled. USCI logic held in reset state.(default)UCAxBR0 Register，USCI_Ax Baud Rate Control Register 0（bit7-0）bit7-0 UCBRx Low byte of clock prescaler setting of the baud-rate generator. The 16-bit value of (UCAxBR0 + UCAxBR1 × 256) forms the prescaler value UCBRx.UCAxBR1 Register，USCI_Ax Baud Rate Control Register 1（bit7-0）bit7-0 UCBRx High byte of clock prescaler setting of the baud-rate generator. The 16-bit value of (UCAxBR0 + UCAxBR1 × 256) forms the prescaler value UCBRx.UCAxMCTL Register，USCI_Ax Modulation Control Register（bit7-0）bit7-4 UCBRFx First modulation stage select. These bits determine the modulation pattern for BITCLK16 when UCOS16 = 1. Ignored with UCOS16 = 0bit3-1 UCBRSx Second modulation stage select. These bits determine the modulation pattern for BITCLK.bit0 UCOS16 Oversampling mode enabled0b = Disabled(default)1b = EnabledUCAxIE Register，USCI_Ax Interrupt Enable Registerbit1 UCTXIE Transmit interrupt enable0b = Interrupt disabled(default)1b = Interrupt enabledbit0 UCRXIE Receive interrupt enable0b = Interrupt disabled(default)1b = Interrupt enabled根据UCA1MCTL = UCBRF_0 + UCBRS_3; 要求学生将波特率改成1200 baud。