串口通信实验（通过串口控制LED、蜂鸣器）

需要添加的固件库文件有 stm32f4xx_gpio.c、stm32f4xx_rcc.c、 misc.c、 stm32f4xx_usart.c 四个。

1) 串口时钟和 GPIO 时钟使能。
串口3是挂载在 APB1 下面的外设，， 对应着芯片引脚 PB10、PB11，所以使能函数为：

 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能 GPIOB 时钟
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);//使能 USART3 时钟 

2) 设置引脚复用器映射
引脚复用器映射配置，调用函数为：

GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART3);		// //PB10 复用为 USART3
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11, GPIO_AF_USART3);   // //PB11 复用为 USART3 

因为串口使用到 PB10,PB11，所以我们要把 PB10 和PB11 都映射到串口3。所以这里调用两次函数。 对于 GPIO_PinAFConfig 函数的第一个和第二个参数很好理解，就是设置对应的 IO 口，如果是 PB10那么第一个参数是GPIOB,第二个参数就是 GPIO_PinSource10。第二个参数，实际不需要去记忆，只需去相应的配置文件找到外设对应的 AF 配置宏定义标识符即可，串口 3为 GPIO_AF_USART3。

3) GPIO 端口模式设置： PB10,PB11 要设置为复用功能。

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10 |GPIO_Pin_11;  //PB10 PB11
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;  //复用模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;  //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;		//上拉
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化

4) 串口参数初始化并使能：设置波特率，字长，奇偶校验等参数
串口初始化是调用函数 USART_Init 来实现的，具体设置方法如下：

    USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;  //设置波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式 
	USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;//无奇偶校验位 
	USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;//一个停止位 
	USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字长为 8 位数据格式 
	USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口 
	USART_Cmd(USART3, ENABLE);  //使能串口3 

5) 开启中断并且初始化 NVIC，使能相应中断
这一步如果我们要开启串口中断才需要配置 NVIC 中断优先级分组。通过调用函数NVIC_Init 来设置。

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART3_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级 3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;  //响应优先级 3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   //IRQ 通道使能 
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 VIC 寄存器

同时，我们还需要使能相应中断,使能串口中断的函数是：

void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT,  
FunctionalState NewState) 

这个函数的第二个入口参数是标示使能串口的类型，也就是使能哪种中断，因为串口的中断类型有很多种。比如在接收到数据的时候（RXNE 读数据寄存器非空），我们要产生中断，那么开启中断的方法是：

USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断 

在发送数据结束的时候（TC，发送完成）要产生中断，那么方法是：

USART_ITConfig(USART1，USART_IT_TC，ENABLE); 

这里还要特别提醒，因为实验开启了串口中断，所以在系统初始化的时候需要先设置系统的中断优先级分组，是在main 函数开头设置的，代码如下：

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置系统中断优先级分组2

设置分组为 2，也就是 2 位抢占优先级，2 位响应优先级。

6) 中断服务函数
当发生中断的时候，程序就会执行中断服务函数。然后在中断服务函数中编写我们相应的逻辑代码即可。

void USART3_IRQHandler(void)  
{
	u8 rec_data;
	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断 
		{
				rec_data =(u8)USART_ReceiveData(USART3);         //(USART3->DR) 读取接收到的数据
        if(rec_data=='S')		  	                         //如果是S，表示是命令信息的起始位
				{
					uart_byte_count=0x01; 
				}

			else if(rec_data=='E')		                         //如果E，表示是命令信息传送的结束位
				{
					if(strcmp("Light_led1",(char *)receive_str)==0)        LED1=0;	//点亮LED1
					else if(strcmp("Close_led1",(char *)receive_str)==0)   LED1=1;	//关灭LED1
					else if(strcmp("Open_beep",(char *)receive_str)==0)    BEEP=1; 	//蜂鸣器响
					else if(strcmp("Close_beep",(char *)receive_str)==0)   BEEP=0; 	//蜂鸣器不响
					
					for(uart_byte_count=0;uart_byte_count<32;uart_byte_count++)receive_str[uart_byte_count]=0x00;//数组清零
					uart_byte_count=0;    
				}				  
			else if((uart_byte_count>0)&&(uart_byte_count<=USART3_REC_NUM))
				{
				   receive_str[uart_byte_count-1]=rec_data;
				   uart_byte_count++;
				}                		 
   } 
} 

7) 软件设计
usart.c 代码

#include "common.h"
#include "beep.h"
#include "led.h"
#include "usart3.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"

/*********************************************************************************
************************STM32F407核心开发板******************************
**********************************************************************************
* 文件名称: usart3.c                                                             *
* 文件简述：USART3使用                                                           *
* 创建日期：2020.08.12                                                           *
* 版    本：V1.0                                                                 *
* 作    者：近视未看清人心                                                              *
* 说    明：利用串口调试助手经过USART1控制LED亮灭与蜂鸣器响闭                    * 
**********************************************************************************
*********************************************************************************/	


u8 receive_str[USART3_REC_NUM];     //接收缓存数组,最大USART_REC_LEN个字节 
u8 uart_byte_count=0;

/****************************************************************************
* 名    称: void uart3_init(u32 bound)
* 功    能：USART3初始化
* 入口参数：bound：波特率
* 返回参数：无
* 说    明： 
****************************************************************************/

void uart3_init(u32 bound)
{

	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;		//声明一个io初始化结构体变量
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;		//声明一个中断分组初始化结构体变量
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;		//声明一个窗口初始化结构体变量

	//使能时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能 GPIOB 时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);//使能 USART3 时钟 

	//设置引脚复用
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART3);		// //PB10 复用为 USART3
  GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11, GPIO_AF_USART3);   // //PB11 复用为 USART3 
	
	//配置GPIO
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10 |GPIO_Pin_11;  //PB10 PB11
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;  //复用模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;  //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;		//上拉
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化
	
	//串口参数配置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;  //设置波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式 
	USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;//无奇偶校验位 
	USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;//一个停止位 
	USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字长为 8 位数据格式 
	USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口 
	USART_Cmd(USART3, ENABLE);  //使能串口3 
	
	//NVIC 设置，使能中断 
	USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断 
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART3_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级 3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;  //响应优先级 3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   //IRQ 通道使能 
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 VIC 寄存器
	
	 

}

//串口3发送一个字符
void uart3SendChar(u8 ch)
{      
	while((USART3->SR&0x40)==0);  
    USART3->DR = (u8) ch;      
}

/****************************************************************************
* 名    称: int fputc(int ch, FILE *f)
* 功    能：重定向，让printf输出到串口  
* 入口参数：
* 返回参数：
* 说    明：因printf()之类的函数，使用了半主机模式。使用标准库会导致程序无法
            运行,以下是解决方法:使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式. 
            请在工程属性的“Target“-》”Code Generation“中勾选”Use MicroLIB“这
            样以后就可以使用printf，sprintf函数了  
****************************************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)   //重定向，让printf输出到串口  
{
    uart3SendChar(ch);
    while (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET);
	
    return ch;
}

/****************************************************************************
* 名    称: void uart3SendChars(u8 *str, u16 strlen)
* 功    能：串口3发送一字符串
* 入口参数：*str：发送的字符串
            strlen：字符串长度
* 返回参数：无
* 说    明： 
****************************************************************************/
void uart3SendChars(u8 *str, u16 strlen)
{ 
	  u16 k= 0 ; 
   do { uart3SendChar(*(str + k)); k++; }   //循环发送,直到发送完毕   
    while (k < strlen); 
} 

//串口3中断服务程序
void USART3_IRQHandler(void)  
{
	u8 rec_data;
	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断 
		{
				rec_data =(u8)USART_ReceiveData(USART3);         //(USART3->DR) 读取接收到的数据
        if(rec_data=='S')		  	                         //如果是S，表示是命令信息的起始位
				{
					uart_byte_count=0x01; 
				}

			else if(rec_data=='E')		                         //如果E，表示是命令信息传送的结束位
				{
					if(strcmp("Light_led1",(char *)receive_str)==0)        LED1=0;	//点亮LED1
					else if(strcmp("Close_led1",(char *)receive_str)==0)   LED1=1;	//关灭LED1
					else if(strcmp("Open_beep",(char *)receive_str)==0)    BEEP=1; 	//蜂鸣器响
					else if(strcmp("Close_beep",(char *)receive_str)==0)   BEEP=0; 	//蜂鸣器不响
					
					for(uart_byte_count=0;uart_byte_count<32;uart_byte_count++)receive_str[uart_byte_count]=0x00;//数组清零
					uart_byte_count=0;    
				}				  
			else if((uart_byte_count>0)&&(uart_byte_count<=USART3_REC_NUM))
				{
				   receive_str[uart_byte_count-1]=rec_data;
				   uart_byte_count++;
				}                		 
   } 
} 

usart.h 代码

#ifndef __USART3_H
#define __USART3_H
#include "stdio.h"	
#include "common.h" 

//	 

#define USART3_REC_NUM  			100  	//定义最大接收字节数 200
extern u8 uart_byte_count;          //uart_byte_count要小于USART_REC_LEN
extern u8 receive_str[USART3_REC_NUM];  

void uart3_init(u32 bound);
void uart3SendChars(u8 *str, u16 strlen);

#endif

main.c 代码

#include "usart3.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"


/*********************************************************************************
*********************STM32F407应用开发板(高配版)*************************
**********************************************************************************
* 文件名称: USART3命令控制主函数main.c                                     *
* 文件简述：USART3命令控制使用                                                   *
* 创建日期：2020.08.12                                                           *
* 版    本：V1.0                                                                 *
* 作    者：Clever                                                               *
* 说    明：利用串口调试助手经过USART1控制LED亮灭与蜂鸣器响闭，按KEY0串口发送数  *
            据到串口调试助手                                                     *                                      *
* 声    明：本例程代码仅用于学习参考                                             *
**********************************************************************************
*********************************************************************************/

int main(void)
{   
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置系统中断优先级分组2
	delay_init();		      //延时初始化 
	uart3_init(9600);	    //串口初始化波特率为9600
	KEY_Init();
	LED_Init();		  		  //初始化与LED 
	BEEP_Init();          //蜂鸣器初始化
	LED0=0;
	while(1)
	{
		key_scan(0);
		
		if(keyup_data==KEY0_DATA)
		  {
		    /*因printf()之类的函数，使用了半主机模式。使用标准库会导致程序无法
          运行,以下是解决方法:使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式. 
          请在工程属性的“Target“-》”Code Generation“中勾选”Use MicroLIB“这
          样以后就可以使用printf，sprintf函数了*/
				printf("串口打印测试\r\n");
				uart3SendChars("UART1 TEST\r\n",13);
				LED0=!LED0;
		  }
	}
}