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\Project\STM8L10x_StdPeriph_Templates 中,如下图。

4.进入\Project\STM8L10x_StdPeriph_Templates\EWSTM8,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();
}

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;

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 PC3,这个地方需要修改

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。

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

参数2USART_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[] = "\n\rHyperTerminal Interrupt: USART-Hyperterminal communication using Interrupt\n\r";
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”\n\rHyperTerminal Interrupt: USART-Hyperterminal communication using Interrupt\n\r”;

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[] = “\n\rLora,STM8 Usart Tx Interrupt Test \n\r”;

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。

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