学习目标

  1. 掌握串口初始化流程
  2. 掌握串口输出单个字符
  3. 掌握串口输出字符串
  4. 掌握通过串口printf

  5. 熟练掌握串口开发流程

    学习内容

    需求

    181.png
    串口循环输出内容到PC机。

    串口数据发送

    添加Usart功能。
    首先，选中Firmware，鼠标右键，点击Manage Project Items
    184.png
    接着，将gd32f4xx_usart.c添加到依赖中
    添加usart实现.gif
    最后，观察Firmware
    187.png

    1. static void USART_config() {
    2.  /************** gpio config **************/
    3.  // 配置时钟
    4.  rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    5.  // 配置模式
    6.  gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_9);
    7.  gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_10);
    8.  // 配置复用功能
    9.  gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_9);
    10.  gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_10);
    11.  // 配置输出参数
    12.  gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);
    13.  gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);
    15.  /************** usart config **************/
    16.  // 串口时钟
    17.  rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
    18.  // USART复位
    19.  usart_deinit(USART0);
    20.  // 波特率
    21.  usart_baudrate_set(USART0, 115200);
    22.  // 校验位
    23.  usart_parity_config(USART0, USART_PM_NONE);
    24.  // 数据位数
    25.  usart_word_length_set(USART0, USART_WL_8BIT);
    26.  // 停止位
    27.  usart_stop_bit_set(USART0, USART_STB_1BIT);
    28.  // 先发送高位还是低位
    29.  usart_data_first_config(USART0, USART_MSBF_LSB);
    30.  // 发送功能配置
    31.  usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);
    32.  // 使能串口
    33.  usart_enable(USART0);
    34. }
    1. //发送一byte数据
    2. static void send_data(uint8_t data) {
    3.  //通过USART发送
    4.  usart_data_transmit(USART0, data);
    5.  //判断缓冲区是否已经空了
    6.  //FlagStatus state = usart_flag_get(USART_NUM,USART_FLAG_TBE);
    7.  while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));
    8. }
    1. //发送字符串
    2. static void send_string(char *data){
    3.  //满足: 1.data指针不为空  2.发送的数据不是\0结束标记
    4.  while(data && *data){
    5.      send_data((uint8_t)(*data));
    6.      data++;
    7.  }
    8. }

    串口打印实现

    1. int fputc(int ch, FILE *f){
    2.  send_data((uint8_t)ch);
    3.  return ch;
    4. }

    复用功能

    016.png
    串口为PA9和PA10，通过文档查询复用功能。

    串口发送流程（了解）

    寄存器与电路。

  6. 数据发送缓存寄存器

  7. 状态寄存器

数据发送的流程，就是向发送缓冲区里放数据，这个发送缓存区寄存器只有有数据，就会触发电路，电路就按照这个数据模拟出高低电平往外发数据。
发送缓存区寄存器有个特点，小，只有一个byte，但是超快，寄存器在芯片内部寸土寸金。
存在一个问题，如果发送大量数据，这个寄存器的数据还没发送完成，会覆盖掉，这时候有一个状态寄存器记录了当前发送缓冲去是否是闲置的。（GD32是USART_FLAG_TBE,STM32是UART_FLAG_TXE）

关心的内容

将代码进行抽取

  1. static void USART_config() {
  2.     uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA;
  3.     uint32_t usartx_tx_port = GPIOA;
  4.     uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9;
  5.     uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;
  7.     uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA;
  8.     uint32_t usartx_rx_port = GPIOA;
  9.     uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10;
  10.     uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;
  12.     uint32_t usartx = USART0;
  13.     uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;
  15.     uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
  16.     uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
  17.     uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
  18.     uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
  19.     uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;
  21.     /************** gpio config **************/
  22.     // tx
  23.     rcu_periph_clock_enable(usartx_tx_rcu);    // 配置时钟
  24.     gpio_mode_set(usartx_tx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_tx_pin);
  25.     gpio_af_set(usartx_tx_port, usartx_tx_af, usartx_tx_pin);
  26.     gpio_output_options_set(usartx_tx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_tx_pin);
  27.     // rx
  28.     rcu_periph_clock_enable(usartx_rx_rcu); // 配置时钟
  29.     gpio_mode_set(usartx_rx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_rx_pin);
  30.     gpio_af_set(usartx_rx_port, usartx_rx_af, usartx_rx_pin);
  31.     gpio_output_options_set(usartx_rx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_rx_pin);
  33.     /************** usart config **************/
  34.     // 串口时钟
  35.     rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
  36.     // USART复位
  37.     usart_deinit(usartx);
  39.     usart_baudrate_set(usartx, usartx_p_baudrate);    // 波特率
  40.     usart_parity_config(usartx, usartx_p_parity); // 校验位
  41.     usart_word_length_set(usartx, usartx_p_wl); // 数据位数
  42.     usart_stop_bit_set(usartx, usartx_p_stop_bit); // 停止位
  43.     usart_data_first_config(usartx, usartx_p_data_first); // 先发送高位还是低位
  45.     // 发送功能配置
  46.     usart_transmit_config(usartx, USART_TRANSMIT_ENABLE); 
  47.     // 使能串口
  48.     usart_enable(usartx); 
  49. }

总结起来：

  1. GPIO引脚配置 ```c uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA; uint32_t usartx_tx_port = GPIOA; uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9; uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;

uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA; uint32_t usartx_rx_port = GPIOA; uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10; uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;

  2.    - **哪个引脚**
  3.    - **复用端口是哪个**
  4. 2. 串口配置
  5. ```c
  6. uint32_t usartx = USART0;
  7. uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;
  9. uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
  10. uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
  11. uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
  12. uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
  13. uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;
  • 哪个串口
  • 波特率是多少。（剩余的基本百年不变）

    完整示例

    ```c

    include “gd32f4xx.h”

    include “systick.h”

    include

    include “main.h”

static void USART_config() { uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA; uint32_t usartx_tx_port = GPIOA; uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9; uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;

  1. uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA;
  2. uint32_t usartx_rx_port = GPIOA;
  3. uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10;
  4. uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;
  6. uint32_t usartx = USART0;
  7. uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;
  9. uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
  10. uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
  11. uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
  12. uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
  13. uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;
  15. /************** gpio config **************/
  16. // tx
  17. rcu_periph_clock_enable(usartx_tx_rcu);    // 配置时钟
  18. gpio_mode_set(usartx_tx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_tx_pin);
  19. gpio_af_set(usartx_tx_port, usartx_tx_af, usartx_tx_pin);
  20. gpio_output_options_set(usartx_tx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_tx_pin);
  21. // rx
  22. rcu_periph_clock_enable(usartx_rx_rcu); // 配置时钟
  23. gpio_mode_set(usartx_rx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_rx_pin);
  24. gpio_af_set(usartx_rx_port, usartx_rx_af, usartx_rx_pin);
  25. gpio_output_options_set(usartx_rx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_rx_pin);
  27. /************** usart config **************/
  28. // 串口时钟
  29. rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
  30. // USART复位
  31. usart_deinit(usartx);
  33. usart_baudrate_set(usartx, usartx_p_baudrate);    // 波特率
  34. usart_parity_config(usartx, usartx_p_parity); // 校验位
  35. usart_word_length_set(usartx, usartx_p_wl); // 数据位数
  36. usart_stop_bit_set(usartx, usartx_p_stop_bit); // 停止位
  37. usart_data_first_config(usartx, usartx_p_data_first); // 先发送高位还是低位
  39. // 发送功能配置
  40. usart_transmit_config(usartx, USART_TRANSMIT_ENABLE); 
  41. // 使能串口
  42. usart_enable(usartx);

}

//发送一byte数据 static void send_data(uint8_t data) { //通过USART发送 usart_data_transmit(USART0, data); //判断缓冲区是否已经空了 //FlagStatus state = usart_flag_get(USART_NUM,USART_FLAG_TBE); while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE)); }

//发送字符串 static void send_string(char data){ //满足: 1.data指针不为空 2.发送的数据不是\0结束标记 while(data && data){ send_data((uint8_t)(*data)); data++; } }

int fputc(int ch, FILE *f){ send_data((uint8_t)ch); return ch; }

int main(void) { systick_config(); USART_config(); uint8_t cnt; while(1) { // send_data(cnt++); // send_string(“hello\r\n”); // printf(“hello %d\r\n”, cnt++); delay_1ms(1000); } } ```

如果按照如上代码配置还是不能输出日志，则需要勾选MicroLIB
image.png

练习题

  1. 实现串口数据发送
  2. 创建属于自己的串口发送模板代码