1 USART

(1) USART通道

USART(Universal Synchronous AsynchronousReceiver Transmitter，通用同步异步收发器)。具体实物表现为独立的模块化芯片，或作为集成于微处理器中的周边设备，USART通道可以非常方便的实现串行通信。

STM32F10XXX芯片至少用两个引脚让其内的USART通道跟其它设备相连。STM32F10XXX芯片提供发送数据引脚(TX)与接收数据引脚(RX)两个引脚与RS-232规格设备（如Max232）相连。外加一个控制引脚(CX)与RS-485规格的设备（如Max485）相连。

(2) USART通信原理

USART通道在STM32F10XX芯片内，使用USART收/发数据需要依靠其通信原理。

[1] USART单字节发送

USART发送器发送的数据的走向为“USART_DR寄存器”à“发送移位寄存器”à“TX引脚”。数据流经TX后就标志着将STM32F10XX芯片内的数据发送到芯片外部了，可由其它模块（如MAX485）来接收STM32F10XX发送出来的数据。USART_DR寄存器中的数据是用户直接写入的。

STM32F10XX USART发送数据的具体过程可用下图表述：

Figure1:USART_发送单字节原理

用这个图描述USART发送器显得有些抽象，还得配点文字说明。

A. 此模式下USART_DR寄存器的数据缓冲器(TDR)位于内部总线与发送移位寄存器之间。

B. 如果此时USART正在发送数据，对USART_DR寄存器的写操作把数据存进TDR寄存器，并在当前传输结束时（发送移位寄存器内的数据传输结束时）把该数据复制进移位寄存器。即数据传输路线为1号线。

如果此时USART没有在发送数据，处于空闲状态，对USART_DR寄存器的写操作直接把数据放进移位寄存器后，数据开始被传输。即数据走的是2号线。

[2] USART字符接收

USART接收器接收的数据的走向为“RX引脚”à“接收移位寄存器”à“接收数据寄存器(RDR)(接收模式下USART_DR寄存器的缓冲器位于内部总线和接收移位寄存器之间)”。

Figure2：USART接收单字符

2 RS232

(1) RS232芯片

RS232是一种标准。前缀“RS”表示“标准”的含义（EIA 提出的建议）。根据RS232标准，制造出了满足此标准的芯片，如Max232芯片，用此芯片接收数据的引脚就可以接收来自STMF10XXX发送数据引脚(TX)的数据，用此芯片发送数据的引脚就可以向STMF10XX接收数据引脚(RX)发送数据。由此而形成STM32F10XX芯片与MAX232芯片之间的通信。

(2) 串口线

串口线是能够跟RS232类芯片匹配的线。RS232类芯片跟串口线用接头（公头（泛指所有针式的接头）和母头（泛指所有插槽式的接头））相连。在接头中的众多引脚中，就有一根接收数据的引脚（线）RXD和一根发送数据的引脚（线）TXD。如下图：

Figure3：串口线公头

在这里，PC 与STM3210XX 就是用串口线相连。STMF10XXX芯片USART通道的数据通过TX引脚传输给MAX232，MAX232通过接收数据引脚T1IN将接收到的数据通过T1OUT发送到串口线的RXD引脚上，然后串口线就通过RXD引脚对应的线将数据发送到电脑中对应通信模块上。反过来，当电脑向STM3210XX发送数据时，电脑通过串口线的TXD引脚将数据发送到MAX232的R1IN引脚上，MAX232再将R1IN之上的数据通过R1OUT发给STM32F10XX的RX引脚，再到USART通道。

3 USART1向 PC 发数据

(1) 通信平台

Figure4：通信平台：开发板与PC

这就是开发板、PC之间用串口线连接用来通信搭建的平台，接头与串口线部分就是一条串口线，图示为了表明传送数据所用到的两个引脚及线。为了观察通信的结果，在PC之上使用一个叫“超级终端”或者“串口调试助手”的软件来观察由板子发往PC的数据，谷歌大名之即可下载。

(2) USART1初始化

USART初始化包含三个方面：

USART1属STM32F10XXX芯片中APB2下模块，USARTx[x=2,3,4,5]属APB1下模块。使用任何一个外设模块都需要开启该模块的时钟。
USART的TX和RX引脚其实是GPIO引脚。所以，为了使用TX和RX，其一需要开启对应GPIO端口的时钟，其二需要配置I/O成为TX和RX所需要的模式。
如果要使用USART中断，必须首先开启NVIC中断。

//初始化USART1
void USART1_Init( void )
{
//开启USART1时钟，#define USART1_RCC_EN ( 1 << 14 )
  RCC->APB2ENR |= USART1_RCC_EN;

  //使能USART(UE),8位数据位(M),一位停止位
  // USART_EN: (0x2000), USART_DATA_8:(0x0000), USART_STOP_BIT_1: (0x0000)
  USART1->CR1   |= USART_EN | USART_DATA_8 ;
  USART1->CR2   |= USART_STOP_BIT_1;

  //设置USART1传送数据时的波特率，此值对应的波特率为9600
  USART1->BRR= 0x1d4c;
}

//USART1 TX引脚配置
void USART1_GPIO_Init( void )
{
  //开启GPIOA时钟，GPIOA_RCC_EN：( 1 << 2 )
  RCC->APB2ENR   |= GPIOA_RCC_EN;

  //将TX引脚写0
  GPIOA->CRH &= 0xffffff0f;
  //将TX引脚配置复用功能推挽输出模式
  GPIOA->CRH   |= GPIOA_PIN_9_TX;
}

(3) USART1非中断方式发送数据

根据USART通信原理，简单的一种方式是只用状态寄存器USART_SR的一个状态位就可以实现USART数据的发送。

//发送字符串函数
void USART_Sent(unsigned char *data, int len)
{
  int i;
  for(i = 0; i < len; ++i)
  USART_SendByte( data[i] );
}

//USART1发送字符函数
void USART_SendByte( uint16_t byte )
{
  //等TDR缓冲区的数据被复制到发送移位寄存器中
  // USART_TXE_FLAG：(0x0080)
  while( !(USART_TXE_FLAG & USART1->SR) );
  //TDR数据已被复制，可写入新数据
  USART1->DR= ( byte & (uint16_t)0x01FF);
}

主函数：

int main( void )
{
  USART1_Init( );
  USART1_GPIO_Init( );

  //使能USART1发送器功能，USART_TE_EN：(0x0008)
  USART1->CR1 |= USART_TE_EN ;

  while( 1 ){
      USART_Sent( (unsigned char *)("Hello, Mxl, Another Nice Day\n"), sizeof( "Hello, Mxl, Another Nice Day\n" ) )
  }
}

从建立一个MDK-ARM STM32F10XX的工程如流水灯工程开始到这里，不使用固件库函数的代码也可以使用不多的代码实现USART发送（暂时这些函数无固件库函数灵活的说）。编译通过后，按照Figure 5的连线方式将PC和开发板连接起来，用JLink下载这段程序到板子上面运行，可在PC“超级终端”软件之上看到STM32F10XXX向PC发送的数据（在超级终端之上的属性设置要和STM32F10XXX程序中发送数据的设置一样，如波特率值，数据位等属性，不然有显示不正常的嫌疑）：