2021年09月01日 | STM8单片机串口驱动的深度解析

串口是单片机最重要的外设之一，在很多项目开发中都有应用，Lora模块的外部通讯方式就是串口。

本节简单的和大家解析一下串口通讯及驱动代码的编程。

STM8L101F3单片机支持一路串口通讯。我们先看一下Lora模块的硬件接口，如下图所示:

串口的硬件接口是PC2 和PC3两个脚位。

下面开始讲解软件部分，这块我们无际单片机编程也有这个项目全部视频教程，下面是文字版。

软件驱动

1. STM8打开标准库文件夹，打开串口USART例程:

2.如上图所示，是标准库中串口通讯的的例程，并选择第一个例程。

3.我们按照之前的方式，把USART_HyperTerminalInterrupt文件复制到ProjectSTM8L10x_StdPeriph_Templates 中，如下图。

4.进入ProjectSTM8L10x_StdPeriph_TemplatesEWSTM8，打开工程

5.我们简单的看一下串口的初始化代码

static void USART_Config(void)

{

 /*High speed internal clock prescaler: 1*/

    CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);

 /*Set the USART RX and USART TX at high level*/

    GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4, ENABLE);

 /* Enable USART clock */

    CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);

    USART_DeInit();

 /* USART configuration ------------------------------------------------------*/

 /* USART configured as follow:

          - BaudRate = 9600 baud  

          - Word Length = 8 Bits

          - One Stop Bit

          - Odd parity

          - Receive and transmit enabled

    */

    USART_Init((uint32_t)9600, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,

               USART_Parity_Odd, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));

 /* Enable the USART Transmit interrupt: this interrupt is generated when the

       USART transmit data register is empty */

    USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);

 /* Enable the USART Receive interrupt: this interrupt is generated when the

       USART receive data register is not empty */

    USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);

 /* Enable general interrupts */

    enableInterrupts();

}

①第一条代码: CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);

单片机工作系统时钟配置函数，内部系统时钟16M,

CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1表示1分频 系统工作时钟16M

其他可配置参数如下图:

typedef enum {

  CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1   = (uint8_t)0x00, /*!< High speed internal clock prescaler: 1 */

  CLK_MasterPrescaler_HSIDiv2   = (uint8_t)0x01, /*!< High speed internal clock prescaler: 2 */

  CLK_MasterPrescaler_HSIDiv4   = (uint8_t)0x02, /*!< High speed internal clock prescaler: 4 */

  CLK_MasterPrescaler_HSIDiv8   = (uint8_t)0x03 /*!< High speed internal clock prescaler: 8 */

} CLK_MasterPrescaler_TypeDef;

②第二条代码: GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4, ENABLE);

串口GPIO口配置。例程的端口是PC2 PC3.

STM8L101F3的串口端口是PC2 和PC3,这个地方需要修改

③第三条代码:CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);

打开串口时钟函数，初始化串口的时候，首先要打开串口时钟。

④第四条代码:USART_DeInit();

串口复位函数，复位串口相关的寄存器。

⑤第五条代码:USART_Init((uint32_t)9600, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,

USART_Parity_Odd, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));

串口初始化函数。我们打开串口库函数“stm8l10x_usart.c”，查看本函数的原型。

如上图所示，这个函数是串口的初始化函数，我们研究一下这个函数的相关参数。

参数1：uint32_t BaudRate, 配置串口通讯的波特率，可配置为9600,115200等

参数2：USART_WordLength_TypeDef USART_WordLength 配置通讯数据的位数。

可选参数项:

USART_WordLength_8D: 8 bits Data

USART_WordLength_9D: 9 bits Data

参数3: USART_StopBits_TypeDef USART_StopBits, 串口通讯的停止位

可选参数项:

USART_StopBits_1 :One stop bit is transmitted at the end of frame

USART_StopBits_2 :Two stop bits are transmitted at the end of frame

参数4: USART_Parity_TypeDef USART_Parity 奇偶校验位 配置

可配置的参数：

typedef enum

{

  USART_Parity_No   = (uint8_t)0x00,      /*!< No Parity*/

  USART_Parity_Even = (uint8_t)0x04,      /*!< Even Parity*/

  USART_Parity_Odd = (uint8_t)0x06       /*!< Odd Parity*/

} USART_Parity_TypeDef;

参数5:USART_Mode_TypeDef USART_Mode 配置串口的通讯使能。

typedef enum

{

  USART_Mode_Rx    = (uint8_t)0x04,  /*!< 0x04 Receive Enable */

  USART_Mode_Tx    = (uint8_t)0x08   /*!< 0x08 Transmit Enable */

} USART_Mode_TypeDef;

⑥第六条代码:USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);

串口通讯数据发送中断使能函数: 用来配置是否打开串口通讯数据发送中断功能

⑦第七条代码:USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);

串口通讯数据接收中断使能函数: 用来配置是否打开串口通讯数据接收中断功能

⑧第八条代码: enableInterrupts();

打开总中断功能。

6.我们简单的看一下串口的初始化代码

INTERRUPT_HANDLER(USART_TX_IRQHandler, 27) 串口发送中断函数

INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28) 串口接收中断函数

定时器实验测试:

1.我们先打开Lora模块的原理图如下:

2.官网的例程的初始化程序我们刚才已经已经分析过来，但我们需要对官网的例程简单的修改一下。如下:

static void USART_Config(void)

{

    CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);

    GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2, ENABLE);

    CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE); 

    USART_DeInit();

 /* USART configuration ------------------------------------------------------*/

 /* USART configured as follow:

          - BaudRate = 9600 baud  

          - Word Length = 8 Bits

          - One Stop Bit

          - Odd parity

          - Receive and transmit enabled

    */

    USART_Init((uint32_t)9600, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,

               USART_Parity_No, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));

    USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);

    USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);

    enableInterrupts();

}

如上图，我修改了两个地方:

①修改了初始化的端口, 因STM8L101F3的这款单片机的串口是PC2和PC3. 所以讲PC4修改成PC3;

②通讯验证的方式，之前是奇校验，修改成无校验。

我们工作中最常用的通讯方式就是无校验。所以我们以无校验来做实验测试。

3.我们在看一下无线发射和接收的中断服务函数:

①串口接收中断服务函数:

串口接收中断服务函数原代码:

#define RxBufferSize 0x20

uint8_t RxBuffer[RxBufferSize];

uint16_t RxCounter = 0;

uint8_t NbrOfDataToRead = RxBufferSize;

INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)

{ 

  STM_EVAL_LEDInit(LED3);

 /* Read one byte from the receive data register */

 RxBuffer[RxCounter++] = (uint8_t) (USART_ReceiveData8() & 0x7F);

 if (RxCounter == NbrOfDataToRead)

 {

    STM_EVAL_LEDToggle(LED3);

 /* Disable the USART Receive interrupt */

     USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, DISABLE);

 }

}

因原代码是奇校验接收函数，我们简单的修改一下，修改后代码如下:

INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)

{ 

 uint8_t temp;

  temp = (uint8_t) USART_ReceiveData8();// & 0x7F);

  USART_SendData8(temp);

}

实现的功能，就是将无线接收的数据，通过串口返回。

USART_SendData8(temp); 串口无线发送函数，原型如下:

/**

  * @brief  Transmits 8 bit data through the USART peripheral.

  * @param  Data The data to transmit.

  * @retval None

  */

void USART_SendData8(uint8_t Data)

{

 /* Transmit Data */

  USART->DR = Data;

}

②串口发送中断服务函数:

串口数据发送终端服务原代码:

#define TxBufferSize (countof(TxBuffer) - 1)

uint8_t TxBuffer[] = "nrHyperTerminal Interrupt: USART-Hyperterminal communication using Interruptnr";

uint8_t NbrOfDataToTransfer = TxBufferSize;

uint8_t TxCounter = 0;

INTERRUPT_HANDLER(USART_TX_IRQHandler, 27)

{

    STM_EVAL_LEDInit(LED2); 

 /* Write one byte to the transmit data register */

    USART_SendData8(TxBuffer[TxCounter++]);

 if (TxCounter == NbrOfDataToTransfer)

 {

       STM_EVAL_LEDToggle(LED2);

 /* Disable the USART Transmit interrupt */

      USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE);

 }

}

主要实现的功能:

1.设备上电后，串口会自动发送数据”nrHyperTerminal Interrupt: USART-Hyperterminal communication using Interruptnr”;

2.数据发送完成之后，关闭串口发送中断功能。

USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE); 函数表示关闭串口发送中断功能。

以上的代码我们制作一个简单的修改。修改uint8_t TxBuffer[]的值,修改如下：

uint8_t TxBuffer[] = “nrLora,STM8 Usart Tx Interrupt Test nr”;

③编译并下载代码到Lora模块，并Lora模块的串口连接到电脑。连接如下图所示:

④在电脑端打开串口助手，并配置串口参数，打开串口，测试数据如下:

串口实验测试完成。