所谓协议，就是一种交换信息的规定。想要传输信息，必须按照一定的规则才能识别。USART是串行，全双工，异步通信。
TTL: 0~3.3/5V 一般芯片输出的都是TTL；
RS-232：-15~15V,但-15V对应逻辑1，+15V对应逻辑0。主要用于工业设备的通信，高的电平差有较高的容错能力。
USB转串口 ：电平转换芯片有CH340，PL2303，CP2102；需要安装驱动。指南者上的是CH340，通过跳帽连接USART1；
起始位：一个逻辑0表示
结束位：一般由一个1个逻辑1表示，也可选择其他方式。
有效数据位：数据位后面就是数据位，stm32中为9个位。
校验位：可以使用校验来提高稳定性。
TX：数据发送。
RX：数据接收。
SCLK：时钟，仅同步通信使用（一般使用异步）
nRTS: 请求发送
nCTS: 允许发送
这些引脚外设可以在数据手册 3 Pinouts and pin descriptions 查到，下面是VET6芯片的引脚总结。
这里列出的是串口复用功能的默认端口，在重映射下，这些功能可以对应其他端口，这样同样可以在数据手册这一章查到。在参考手册 8.3 有更集中的总结。
注意这里只有USART1是挂在在APB2总线下的，其于串口在APB1总线下，打开时钟的时候需要注意。
其反应了发送过程中，发送状态的改变
9位有效，其包含一个发送数据寄存器TDR和接收数据寄存器RDR。
一共有3个控制寄存器，这三个寄存器完成对USART通信模式的控制，如使能，字长，校验等。并且其中有对发送和接收中断的配置。
发送时，起始的配置位有 CR1 的 UE,TE,RE 位。
配置波特率，这个配置需要配置整数和小数部分。这样是因为配置波特率的公式中需要用到小数。
stm32波特率计算公式是：
b
a
u
d
=
f
C
K
16
∗
U
S
A
R
T
D
I
V
baud = \frac{f_{CK}}{16*USARTDIV}
baud=16∗USARTDIVfCK
b
a
u
d
baud
baud是波特率，
f
C
K
f_{CK}
fCK是时钟频率，
U
S
A
R
T
D
I
V
USARTDIV
USARTDIV就是要配置寄存器写入值
如：想要波特率为115200，配置时钟为72M，可以算出，USARTDIV=39.0625。
如何配置呢？对于整数部分，直接写入39，16进制为0x17。
对于小数，寄存器中留有四个二进制位，可以表示16个数，也就是1被16等分，0001就表示
1
16
\frac{1}{16}
161,因此想要得到0.625，就应该写入0.625/
1
16
\frac{1}{16}
161=0x01。如果为0.1875，0.1875/
1
16
\frac{1}{16}
161=0x03。
最终，向寄存器写入0x171表示39.0625.若写入0x173则表示39.1875。（注意这里表示为16进制数）
其实真正的寻找应该从函数开始，到结构体。但那样太乱，这先介绍结构体。
typedef struct
{
uint32_t USART_BaudRate; //配置波特率
uint16_t USART_WordLength; //字长
uint16_t USART_StopBits; //终止位个数
uint16_t USART_Parity; //校验位
uint16_t USART_Mode; //模式：发送，接收
uint16_t USART_HardwareFlowControl; //硬件控制流
} USART_InitTypeDef;
这里列出一些重要的函数。
两个编程任务，第一实现串口发送；第二，实现接收返回，和串口控制led灯。第一部分完成串口的发送。
使用USART接收电脑发送的数据，并且返回这个数据。使用中断完成
因为USART是复用功能，从GPIO原理框图可以看出，必须初始化GPIO。PA9为发送，初始化为推挽输出;PA10为输入，初始化为浮空输入；打开时钟；
static void USART_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
}
初始化USART，配置波特率115200，字长8，停止位1，无校验位，无硬件流。
这里注意
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
这个骚操作，直接把输入和输出模式一起配置了。
注意，最后要使能 USART！
static void USART_Init_Config(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
中端的配置为了第二个实验的接收
USART的中断配置十分简单，一个函数就可以解决。
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
对串口1配置，接收中断。
配置分组为1
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
这里要注意 NVIC_IRQChannel 这个结构体成员变量可赋值的查找。详细请见STM32 EXTI外部中断小结 配置 NVIC 寄存器 部分。
static void USART_NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);//配置优先级分组
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
下面应该写中断配置函数，在中断配置函数中读取输入数据，然后发送回电脑。这部分内容放在实验二，现在先把上面的代码整合一下。
这样所有的初始化工作完成，编写一个函数集成上面的函数。
void USART_Config(void)
{
USART_GPIO_Config(); //配置GPIO端口
USART_Init_Config(); //配置USART模式
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE); //使能中断，接收中断
USART_NVIC_Config(); //配置中断管理
}
配置到这里，程序已经可以使得芯片接收数据，并且跳转到中断中了。
为了完成在中断中读取数据和发送数据我们必须编写函数。
在USART库中有函数 USART_SendData，这个函数实际上已经可以发送一些数据了，这里对其进行包装。使用函数检测是否发送完成。其实这里不用检测。直接使用USART_SendData也可完成这项工作。
void USART_SentByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t data)
{
USART_SendData(pUSARTx, data);
while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
函数需要传入USART外设的指针和要发送的数据。
另外注意。虽然USART_SendData 的第二个参数可以传入16位数据，但实际上只有低8位有效，也就是说，使用一次USART_SendData 只能发送一个字节的数据。
注意：单片机发出的信号其实是一串二进制码，串口调试助手默认是以ASCII码的方式显示。在keil中，发送的数据也以ASCII码的形式编码。
这是一张ASCII码对应表，具体可见ASCII码对照表
如：USART_SentByte(USART1, 0x41)，这里单片机把 0x41 编码为2进制 0100 0001 ，通过串口发送出去，串口调试助手默认把这串二进制码用ASCII解释，显示A。
如： USART_SentByte(USART1,'A') ,这里keil把 A 按ASCII码编码为0100 0001，通过串口发送出去，串口调试助手认把这串二进制码用ASCII解释，显示A。但如果选中16进制显示，则会显示FF41。
因为只能发送一个字节，我们在编写一个可以发送两个字节。
void USART_Sent2Byte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint16_t data)
{
uint8_t temp_h,temp_l;
temp_h = (data >> 8) & 0x00ff;
temp_l = data&0x00ff;
USART_SendData(pUSARTx, temp_h);
while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);
USART_SendData(pUSARTx, temp_h);
while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
其实实际使用中用的最多的是使用重新定向后的printf。记得要在头文件中引用C库 #include <stdio.h>。
//重新定向C库函数，以便于使用printf
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
//重新定向C库函数，以便于使用scanf
int fgetc(FILE *f)
{
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}
更具体的这些函数做到了什么，我也没学，没法解释。但实验的结果可以看出，在printf() 的括号中填入任何长度的字符，都可打印出来。
为了使得代码有较好的移植性，我们使用宏定义对代码进行封装。
// GPIO
#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)
#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
//USART
#define DEBUG_USARTx USART1
#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1
#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
3.中断部分
初始化NVIC中，channel的选择和中断服务函数的编写用到了USARTx
#define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn
#define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler
这样，整个程序就有了对于USARTx之间的移植性，只要修改宏定义中的参数，就可以开启不同的USART。
第二部分完成数据的接收返回和控制LED。
上面已经完成中断配置的前三个步骤了，这里完成最后一个上面已经完成中断配置的前三个步骤了，这里完成最后一个。
中断服务函数最好写在stm32f10x_it.c中，其名称必须为startup_stm32f10x_hd.s 中定义的名称。
void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
uint8_t Sentback;
//进入中断后再次检测是否真的置位
if( USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE) != RESET)
{
Sentback = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
USART_SendData(DEBUG_USARTx,Sentback);//使用这个函数把得到的数据返回
//也可用printf("%d",Sentback);代替
}
}
直接修改中断服务函数，使用 getchar() 获得输入；使用 switch构成判断。
void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
uint8_t LED_Common;
LED_Common = getchar();
switch(LED_Common)
{
case '1':LED_R(ON);printf("LED_R ON!\n");Infor_LED[0]=1;break;
case '2':LED_G(ON);printf("LED_R ON!\n");Infor_LED[1]=1;break;
case '3':LED_B(ON);printf("LED_R ON!\n");Infor_LED[2]=1;break;
case '4':LED_R(OFF);printf("LED_R OFF!\n");Infor_LED[0]=0;break;
case '5':LED_G(OFF);printf("LED_R OFF!\n");Infor_LED[1]=0;break;
case '6':LED_B(OFF);printf("LED_R OFF!\n");Infor_LED[2]=0;break;
}
上面提到，如果使用USART_SentByte(USART1, A)，函数会把发送的数据以ASIIC码编码，通过串口发送，A 的 ASIIC码 为0100 0001。串口调试助手默认以 ASIIC码 解码 显示 A。若选择 以16进制显示 则显示 41。
同样对于电脑端发送的数据，串口调试助手也以 ASIIC码 编码发送。如发送 A，会编码 0100 0001 发送。若选择以16进制发送，则会发送 1010。
有了串口程序，stm32和电脑就可以通信了，这样我们就可以展开一些实验，如这里介绍的sizeof。
sizeof可以返回对应值的长度，在不同的机器上返回值不同。在stm32上写下如下代码。
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.h"
#include <stdio.h>
int text(int a[])
{
uint8_t i =sizeof(a);
return i;
}
int main(void)
{
int a[5] = {1,2,3,4,5};
uint8_t b = sizeof(int);
USART_Config();
printf("b=%d\n",b);
printf("sizeof a = %d\n",sizeof(a));
printf("fun:sizeof a = %d",text(a));
while(1)
{
}
}
返回值为：
b=4
sizeof a = 20
fun:sizeof a = 4
这里我们调用 sizeof 查看 int 的数据宽度为4（b对应的值）。在main中调用 sizeof 查看数组 a 的宽度为20，查看函数 text 宽度为4.
这和普通PC返回的值不一样。在64位电脑上，使用VScode运行上面这段代码，获得的结果如下：
b=4
sizeof a = 20
fun:sizeof a = 8
先解释 b=4;这一点stm32和电脑返回值一致，因为int类型占用的就是4个数据位。
sizeof a，查看main函数中a数组的宽度。返回20，表示4×5=20（数据宽度×数据个数）。
fun:sizeof a,查看函数返回的a的数据宽度。这里PC返回8，stm32返回4。和上面直接在main函数中查看不同。这是因为，向函数传输数组时，传输的不是数组本身，而是数组的首地址（指针）。在32位机中，指针长度为4，64位机中，指针长度为8.
这也提示我们，在函数中，我们无法使用sizeof得到传入数组的大小。