STM8单片机串口驱动的深度解析

无际单片机编程
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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

  1. static void USART_Config(void)
  2. {
  3. /*High speed internal clock prescaler: 1*/
  4. CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);
  6. /*Set the USART RX and USART TX at high level*/
  7. GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4, ENABLE);
  9. /* Enable USART clock */
  10. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);
  12. USART_DeInit();
  13. /* USART configuration ------------------------------------------------------*/
  14. /* USART configured as follow:
  15. - BaudRate = 9600 baud
  16. - Word Length = 8 Bits
  17. - One Stop Bit
  18. - Odd parity
  19. - Receive and transmit enabled
  20. */
  21. USART_Init((uint32_t)9600, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,
  22. USART_Parity_Odd, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));
  24. /* Enable the USART Transmit interrupt: this interrupt is generated when the
  25. USART transmit data register is empty */
  26. USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);
  27. /* Enable the USART Receive interrupt: this interrupt is generated when the
  28. USART receive data register is not empty */
  29. USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);
  31. /* Enable general interrupts */
  32. enableInterrupts();
  33. }

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:

  1. typedef enum {
  2. CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1 = (uint8_t)0x00, /*!< High speed internal clock prescaler: 1 */
  3. CLK_MasterPrescaler_HSIDiv2 = (uint8_t)0x01, /*!< High speed internal clock prescaler: 2 */
  4. CLK_MasterPrescaler_HSIDiv4 = (uint8_t)0x02, /*!< High speed internal clock prescaler: 4 */
  5. CLK_MasterPrescaler_HSIDiv8 = (uint8_t)0x03 /*!< High speed internal clock prescaler: 8 */
  6. } 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:

  1. static void USART_Config(void)
  2. {
  3. CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);
  4. GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2, ENABLE);
  5. CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);
  6. USART_DeInit();
  7. /* USART configuration ------------------------------------------------------*/
  8. /* USART configured as follow:
  9. - BaudRate = 9600 baud
  10. - Word Length = 8 Bits
  11. - One Stop Bit
  12. - Odd parity
  13. - Receive and transmit enabled
  14. */
  15. USART_Init((uint32_t)9600, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,
  16. USART_Parity_No, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));
  17. USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);
  18. USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);
  19. enableInterrupts();
  20. }

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:

  1. #define RxBufferSize 0x20
  2. uint8_t RxBuffer[RxBufferSize];
  3. uint16_t RxCounter = 0;
  4. uint8_t NbrOfDataToRead = RxBufferSize;
  6. INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)
  7. {
  8. STM_EVAL_LEDInit(LED3);
  9. /* Read one byte from the receive data register */
  10. RxBuffer[RxCounter++] = (uint8_t) (USART_ReceiveData8() & 0x7F);
  11. if (RxCounter == NbrOfDataToRead)
  12. {
  13. STM_EVAL_LEDToggle(LED3);
  14. /* Disable the USART Receive interrupt */
  15. USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, DISABLE);
  16. }
  17. }

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:

  1. INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)
  2. {
  3. uint8_t temp;
  4. temp = (uint8_t) USART_ReceiveData8();// & 0x7F);
  5. USART_SendData8(temp);
  6. }

实现的功能，就是将无线接收的数据，通过串口返回。

  1. USART_SendData8(temp); 串口无线发送函数，原型如下:
  2. /**
  3. * @brief Transmits 8 bit data through the USART peripheral.
  4. * @param Data The data to transmit.
  5. * @retval None
  6. */
  7. void USART_SendData8(uint8_t Data)
  8. {
  9. /* Transmit Data */
  10. USART->DR = Data;
  11. }

②串口发送中断服务函数:

串口数据发送终端服务原代码:

  1. #define TxBufferSize (countof(TxBuffer) - 1)
  2. uint8_t TxBuffer[] = "\n\rHyperTerminal Interrupt: USART-Hyperterminal communication using Interrupt\n\r";
  3. uint8_t NbrOfDataToTransfer = TxBufferSize;
  4. uint8_t TxCounter = 0;
  6. INTERRUPT_HANDLER(USART_TX_IRQHandler, 27)
  7. {
  8. STM_EVAL_LEDInit(LED2);
  9. /* Write one byte to the transmit data register */
  10. USART_SendData8(TxBuffer[TxCounter++]);
  12. if (TxCounter == NbrOfDataToTransfer)
  13. {
  14. STM_EVAL_LEDToggle(LED2);
  15. /* Disable the USART Transmit interrupt */
  16. USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE);
  17. }
  18. }

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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