stm32串行外设接口
STM32实现串口通信
STM32实现串口通信串口通信是一种常见的通信方式，通过将数据一位一位地以比特的形式传输，实现设备之间的数据传输。
通常使用的串口通信接口有RS232、RS485、TTL等，STM32微控制器中一般使用USART模块来实现串口通信。
STM32的USART模块提供了多个串口接口，不同型号的STM32微控制器提供的USART接口数量和功能略有不同。
例如，一些型号的STM32微控制器提供了多个USART接口，可以同时与多个外设进行通信。
USART支持的波特率范围广泛，通常从几十bps到几Mbps，适用于不同速率的通信需求。
要实现串口通信，首先需要通过STM32的寄存器配置USART模块的工作参数。
具体步骤和代码如下：1.打开USART时钟，使能USART外设的时钟。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);2.配置串口工作参数，包括波特率、数据位数、停止位、校验位等。
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_ART_Parity = USART_Parity_No ;USART_ART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx ，USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);3.使能USART接收和发送功能。
USART_Cmd(USART1, ENABLE);4.实现数据的接收和发送功能。
可以使用USART的中断或DMA方式进行数据的接收和发送。
STM32_参考手册-中文.pdf
23 串行外设接口(SPI)小容量产品是指闪存存储器容量在16K 至32K 字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。
中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx 和STM32F103xx微控制器。
大容量产品是指闪存存储器容量在256K至512K字节之间的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。
互联型产品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。
除非特别说明，本章描述的模块适用于整个STM32F10xxx微控制器系列。
23.1 SPI简介在大容量产品和互联型产品上，SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。
SPI接口默认工作在SPI方式，可以通过软件把功能从SPI模式切换到I2S模式。
在小容量和中容量产品上，不支持I2S音频协议。
串行外设接口(SPI)允许芯片与外部设备以半/全双工、同步、串行方式通信。
此接口可以被配置成主模式，并为外部从设备提供通信时钟(SCK)。
接口还能以多主配置方式工作。
它可用于多种用途，包括使用一条双向数据线的双线单工同步传输，还可使用CRC校验的可靠通信。
I2S也是一种3引脚的同步串行接口通讯协议。
它支持四种音频标准，包括飞利浦I2S标准，MSB 和LSB对齐标准，以及PCM标准。
它在半双工通讯中，可以工作在主和从2种模式下。
当它作为主设备时，通过接口向外部的从设备提供时钟信号。
警告：由于SPI3/I2S3 的部分引脚与JTAG 引脚共享(SPI3_NSS/I2S3_WS 与JTDI ，SPI3_SCK/I2S3_CK与JTDO)，因此这些引脚不受IO控制器控制，他们(在每次复位后) 被默认保留为JTAG用途。
如果用户想把引脚配置给SPI3/I2S3，必须(在调试时)关闭JTAG并切换至SWD接口，或者(在标准应用时)同时关闭JTAG和SWD接口。
STM32使用说明
STM32使用说明STM32是一系列由STMicroelectronics公司开发的32位微控制器，它们集成了处理器核、存储器和外设，并能够在嵌入式系统中控制硬件设备。
STM32系列芯片为工业控制、汽车电子、消费电子等领域的各种应用提供了高性能和低功耗的解决方案。
下面将介绍STM32的使用说明，包括其主要特性、开发工具和开发流程。
首先，STM32微控制器的主要特性如下：1. 32位核心处理器：STM32系列采用ARM Cortex-M处理器，具有高性能和低功耗的特点。
2.多种型号选择：STM32微控制器有多种不同型号可供选择，包括主频、封装、存储容量等方面的差异，以满足不同应用的需求。
3.丰富的外设：STM32集成了丰富的外设，包括通用输入输出（GPIO）、通用串行接口（USART）、SPI接口、I2C接口、定时器和PWM 生成器等，可用于连接各种外部传感器和执行器。
4.低功耗模式：STM32支持多种低功耗模式，通过灵活地控制功耗，可以延长电池寿命或减少功耗。
5. 丰富的开发生态系统：STMicroelectronics为STM32提供了完整的开发工具链和开发文档，包括编译器、调试器、开发板和软件库等，方便开发者进行应用开发和调试。
其次，STM32的开发工具包括以下几个方面：1. STM32Cube软件套件：这是STMicroelectronics提供的一套软件工具，用于开发和配置STM32芯片。
它包括STM32CubeMX配置工具和STM32Cube库，可以帮助开发者生成初始化代码、配置外设和生成项目模板。
2. Keil MDK：Keil是ARM公司提供的一套开发工具，包括C编译器、调试器和集成开发环境（IDE），可以用于编写、编译和调试STM32的应用程序。
3. IAR Embedded Workbench：IAR是一家瑞典公司开发的嵌入式开发工具，包括C编译器、调试器和IDE，在STM32的开发中也有广泛应用。
STM32L4四线串行外设接口模块(QSPI)介绍
QSPI Flash
Q0/SI Q1/SO Q2/nWP Q3/nHOLD nCS
21
Main features
• Three functional modes:
– Indirect – Status-polling – Memory-mapped
• • Optimized operations
– SDR and DDR support
CLK BK1_IO0/SO BK1_IO1/SI CLK Q0/SI Q1/SO Q2/nWP Q3/nHOLD nCS
QSPI Flash
AHB
FIFO
BK1_IO2 BK1_IO3 BK1_nCS
Shift Register
CLK BK2_IO0/SO BK2_IO1/SI BK2_IO2 BK2_IO3 BK2_nCS
•
24
Status polling mode
• • • Specific mode for polling a Status Register – Programmable register lenght : 8/16/24/32-bit Repeat the read operation at a defined rate Mask the response and generate an interrupt in case of match – Programmable mask (PSMKR register) – The masked value is compared bit per bit with the match register (PSMAR) – The result of the comparison can be ANDed or ORed. – Interrupt is generated when succeed (Stop on Match Flag) Automatic stop – When a match occurs the QuadSPI can stop itself automatically
2-STM32串口通信实验
3、在工程属性的“Target” -> “Code Generation” 选项中勾选 “Use MicroLIB””。
Company Logo
STM32printf用法配置
在这里讲解一下fputc函数里面的代码，我们前面提到 过USART_SR寄存器的5、6、7三位，理解了这几位的 功能就可以大概理解串口是如何发送数据的了。
第二课 串口通信
LOGO
串口简介
串行接口简称串口，也成串行通信接口，是采用串行通 信方式的扩展接口。串口的使用对于开发调试过程的作 用是非常大的，串口可以用来查看、打印及输出相关信 息，使我们在嵌入式开发中最先与中央处理器通信的接 口。
串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最 少只需一根传输线即可完成，成本低但传送速度慢。串 行通讯的距离可以从几米到几千米。
自行更改)，数据位长度为8bit，停止位为1，无校验位。
在使用printf函数之前还需要进行一些操作。如果要 printf函数工作的话，还需要把printf()重新定向到串口 中，这部分工作是由fputc(int ch,FILE *f)这个函数来完 成的，这个函数在usart.c中实现。
Company Logo
1、开启串口时钟 2、设置相应I/O模式 3、配置波特率、数据位长度、奇偶校验位等
Company Logo
STM32串口原理图
Company Logo
STM32 UART库函数
Company Logo
STM32串口时钟使能
串口作为STM32的一个外设，其时钟由外设时钟使能寄存器控制， 串口1的时钟使能在APB2ENR寄存器，其他串口的时钟使能位都在 APB1ENR。(以串口1为例)
stm32串口烧写程序的原理
stm32串口烧写程序的原理STM32是一种由意法半导体（STMicroelectronics）开发的32位微控制器系列。
它提供了丰富的外设接口和强大的处理能力，广泛应用于嵌入式系统中。
其中，串口烧写是一种常用的方式，用于在开发过程中向STM32芯片加载程序。
本文将介绍STM32串口烧写的原理。
串口烧写是通过串行通信接口将程序文件传输到STM32芯片的过程。
在STM32中，常用的串口通信接口为USART（通用同步/异步收发器）或UART（通用异步收发器）。
这两种接口通过串口与计算机连接，可进行数据的收发。
为了进行程序烧写，首先需要在计算机上安装相应的烧写软件，如ST-Link Utility或者STM32CubeProgrammer。
这些软件提供了用于将程序文件上传到芯片的功能，它们通过USB端口与ST-Link或者JTAG进行连接。
烧写过程中，需要将STM32芯片连接到计算机。
一种常见的连接方法是通过SWD（串行线路调试）接口连接，该接口位于STM32芯片上，并由4条线组成，包括SWDIO（串行数据线）、SWCLK（串行时钟线）、GND（地线）和VCC（供电线）。
在连接完毕后，烧写软件将打开与STM32芯片的通信通道。
软件首先对STM32芯片进行复位操作，然后通过串口发送烧写指令和数据。
烧写指令包含了一系列指示芯片进行烧写操作的命令，如擦除芯片、写入数据等。
STM32芯片接收到烧写指令后，会执行相应的操作。
首先，芯片会根据指令对内部存储器进行擦除操作，将原有的程序数据清空。
接下来，芯片会按照指令中的地址顺序，逐个写入新的程序数据。
写入完成后，芯片会进行校验操作，以确保写入的数据与发送的数据一致。
完成校验后，芯片将发送烧写结束的响应信号给烧写软件，表示完成烧写操作。
此时，软件会关闭与STM32芯片的通信通道，烧写过程结束。
总的来说，STM32串口烧写的过程是通过将程序文件通过串口发送给芯片，芯片按照指令进行擦除和写入操作，最后进行校验，完成烧写过程。
基于stm32的串口通信设计报告
基于stm32的串口通信设计报告基于STM32的串口通信设计报告一、引言STM32微控制器因其高性能、低功耗和丰富的外设接口而广泛应用于各种嵌入式系统。
其中，串口通信（UART）是STM32中非常常用的一种通信方式，它允许微控制器与其他设备或计算机进行数据交换。
本报告将详细介绍基于STM32的串口通信设计。
二、STM32串口通信概述STM32的UART通信主要通过其通用同步/异步接收器发送器（USART）实现。
USART是一个全双工的串行通信接口，支持同步和异步两种模式。
它提供了一种可靠的通信方式，适用于低速和高速数据传输。
三、串口通信硬件设计1. 引脚配置：根据具体的STM32型号，选择适当的TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、RTS（请求发送）和CTS（清除发送）等引脚。
2. 电源与地：为UART模块提供稳定的电源和地线。
3. 电平转换：如果微控制器与外部设备之间的电平不匹配，需要进行电平转换。
四、串口通信软件设计1. 初始化UART：在开始通信之前，需要配置UART的各种参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验等。
这通常在STM32的初始化代码中完成。
2. 数据发送：通过使用HAL库或标准外设库函数，可以方便地发送数据。
一般来说，发送函数会将数据放入一个缓冲区，然后启动发送过程。
3. 数据接收：与发送类似，接收数据时，数据首先被读取到一个缓冲区中，然后可以通过中断或轮询方式进行处理。
4. 中断处理：为了提高效率，可以启用UART的中断功能。
当中断被触发时，相应的中断处理程序会被执行，用于处理接收或发送的数据。
五、示例代码与测试以下是一个简单的示例代码，展示了如何在STM32上使用HAL库进行UART通信：include "stm32f4xx_"UART_HandleTypeDef huart1;void SystemClock_Config(void);static void MX_GPIO_Init(void);static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();uint8_t txBuffer[] = "Hello, UART!";HAL_UART_Transmit(&huart1, txBuffer, sizeof(txBuffer), HAL_MAX_DELAY);while (1)// 循环等待，直到收到中断或手动终止程序}}```六、结论通过本报告，我们详细介绍了基于STM32的串口通信设计。
STM32 SPI初始化和使用
串行外设接口(SPI)。
初始化步骤：1、连接SPI外设时钟，通过RCC->APB2ENR设置。
2、连接被复用的GPIO的外设时钟，也是通过RCC->APB2ENR设置为什么还要连接GPIO时钟，参见STM32参考手册8.1.4节。
手册上这么说的：对于复用输出功能，端口必须配置成复用功能输出模式(推挽或开漏)。
3、设置被复用的GPIO为推挽输出，并设置时钟。
不能设置为开漏输出。
设置成开漏输出时，示波器上看输出是锯齿波，而不是需要的方波。
4、通过配置SPIx->CR1来设置SPI 的工作模式。
最后使能SPI5、收发数据。
收发数据可以使用同一个函数，因为SPI是同步输入输出的，在发送数据的时候已经在接受数据。
配置SPI1代码如下：void SPI1_Init(void){RCC->APB2ENR |= 1<<12;//使能SPI1 时钟RCC->APB2ENR |= 1<<2;//配置服用功能输出GPIOA->CRL&=0X000FFFFF;GPIOA->CRL|=0XBBB00000;//PA5.6.7 复用，推挽输出50M时钟（不能配置成开漏，否则输出为锯齿波）GPIOA->ODR|=0X7<<5;SPI1->CR1|=0<<11;//8bit数据格式SPI1->CR1|=0<<10;//全双工模式SPI1->CR1|=1<<9; //软件nss 管理SPI1->CR1|=1<<8;SPI1->CR1|=0<<7; //MSBfirstSPI1->CR1|=7<<3; //设置时钟Fsck=Fcpu/256SPI1->CR1|=1<<2; //SPI 主机SPI1->CR1|=1<<1; //空闲模式下SCK为1 CPOL=1SPI1->CR1|=1<<0; //数据采样从第二个时间边沿开始SPI1->CR1|=1<<6; //使能SPI}现在可以读写数据了：u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 data){//while((SPI1->SR && 1<<7) == 0); //等待SPI1空闲while((SPI1->SR && 1<<1)==0); //等待发送缓冲区空SPI1->DR = data;while((SPI1->SR && 1<<0)==0);return SPI1->DR;}。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
MISO
Up to 16-bit shift register
MOSI
MOSI
Clock generator
SCK
SCK
NSS
NSS
Master
Slave
11
通信模式小结
全双工 两条数据线，收发同时进行
原来的输出线作为唯一的数据线 >> 主设备：使用MOSI 单线&双向分时 >>从设备：使用MISO BIDIMODE=1 由BIDIOE控制数据方向 >> BIDIOE=1：输出 >> BIDIOE=0：输入 只发送 和全双工类似，只是接收引脚可以作GPIO 发送引脚可作它用 启动通信：配置并使能SPI(对于主设备无须发 送数据，时钟信号会自动送出) * 关闭通信： >> 主设备：清零SPE >> 从设备：片选无效或SCK停止
22
使用SPI的CRC
CPU管理通信过程
发送：把最后一个数据写进SPI_DR后软件置位CRCNEXT ，来把TXCRCR的值放入发送FIFO 只收模式：收到倒数第二个数据后软件置位CRCNEXT，表 示最后一个收到的数据要和SPI_RXCRCR的值进行比较 收到的CRC放在接收FIFO中，需要通过读取SPI_DR来复位 RxNE标志
19
SPI通信的结束
有发送操作的通信
等待发送FIFO为空 @FTLVL=00 等待最后一个数据发送完成 @BSY=0 读取所有收到的数据，直到接收FIFO为空 @FRLVL=00 关闭SPI @SPE=0
只有接收操作的通信
在特殊时间窗口内关闭只接收模式 @RXONLY=0或 BIDIOE=1 等待最后一个数据传输结束 @BSY=0 读取所有收到的数据，直到接收FIFO为空 @FRLVL=00 关闭SPI @SPE=0
DMA管理通信过程
自动完成对CRC的发送和接收，软件无需操作CRCNEXT DMA发送通道：CNDTR = 数据帧个数(或其一半) DMA接收通道：CNDTR =数据帧个数(或其一半) + 1(或2)
收到的CRC值放在memory中 通过DMA读取接收FIFO中的CRC值，复位RxNE
SCK电平稳定后才能使能CRC，否则即使此时SPI还未使能，也会造成之后CRC 计算的错误 NSS pin needs to be kept low between data phase and CRC phase Vs. CRC calculation takes place even if a high level on NSS pin
6
新增的片选脉冲模式
脉冲模式使能：NSSP=1 只能用于标准SPI且第一时钟沿采样的主设备
片选信号的输出由硬件管理 连续通信时，每个数据帧之间NSS拉高一个时钟周期 单数据帧通信时，数据传输完成后NSS被拉到高电平 该片选信号输出常用于从设备的锁存数据
tSCK
7
新增的TI片选模式
TxE事件 写SPI_DR TxE标志复位，表示发送FIFO为满
FIFO当前的水平可通过FTLVL[1:0]查看
如果帧长度≤8，最多可储存3字节待发送的数据
15
接收和发送FIFO图示
两个单独的32位FIFOs， 各自用于发送和接收 对FIFO的访问宽度：8位 或16位 FIFO当前位置的标志： FTLVL[1:0], FRLVL[1:0], TxE, RxNE 不超过8位长度的数据帧时 ，发送和接收FIFO各自不 同的容量
16
FIFO带来的数据pack
当数据帧长度不超过1个字节，可通过对SPI_DR的单 次16位读写操作同时访问处理2个数据帧
先访问处理LSB字节的数据帧，再MSB字节的数据帧 只传输有效位，2*DS个时钟脉冲
用途
数据帧较小，通信速度较快，数据pack可降低RxNE和TxE 事件的频率，提高系统性能
1
SPI特性（2）
新增以下特性
更加灵活的片选信号NSS控制
NSS脉冲模式 TI模式
数据帧长度可配置：4位~16位 能分别触发DMA请求，各占4字节的发送FIFO和接收FIFO
数据pack：如果数据帧长度短于一个字节，可以通过单次读写操 作来对FIFO中的2个数据帧进行访问
主设备只接收：一旦使能SPI，时钟就发送出去，直到 RXONLY或SPE被复位
!
MISO
MISO
Up to 16-bit shift register
Up to 16-bit shift register
MOSI
MOSI
Clock generator
SCK
SCK
NSS
NSS
Master
Slave
13
多个从设备组成菊花链
数据线连成一个闭合的回路
主设备提供时钟把数据在各 个从设备之间移动 每组时钟脉冲之间主设备要 留给从设备足够的时间来把 收到的数据拷贝到发送寄存 器中 只需要一个共用的片选信号 ；时钟信号和片选信号都连 在一起
14
各占4字节的发送和接收FIFO
接收FIFO
20
SPI的DMA操作
DMA发送和接收请求
各自的使能控制 @TXDMAEN/RXDMAEN
各自请求可以分别使能 只使能了DMA发送通道时，发送过程中OVR会被置位
各自的触发条件 @TxE/RxNE置位
使用DMA传输&数据pack时
DMA发送/接收通道的PSIZE=16位 数据帧长度不超过1个字节 对尾巴数据的处理
至少需要3条线：MISO、MOSI和SCK（NSS可选）
MISO
Up to 16-bit shift register
MISO
Up to 16-bit shift register
MOSI
MOSI
Clock generator
Sபைடு நூலகம்K
SCK
NSS
NSS
Master
Slave
片选信号配置为输入&硬件管理
10
通信模式：半双工
发送和接收通过一个双向数据线分时进行 至少2个线，NSS可选
时钟线：SCK 数据线：主设备的MOSI接从设备的MISO
半双工的使能：BIDIMODE=1
当前的通信方向由BIDIOE决定 方向的改变，需要关闭SPI后再重新配置
MISO
Up to 16-bit shift register
关闭操作要在一个时间窗内完成：最后一个数据的第一个位的 采样时间之后，下一个数据开始传输之前
从设备
被动在时钟到来接收数据或发送数据；因此必须在主设 备送出时钟信号之前做好接收的准备，并且把要发送的 数据事先放好在发送FIFO中；主设备要给从设备足够 的时间做这些准备工作以及对收到的数据处理。
单工 一条数据线
单线&单向 BIDIMODE=0
只接收 RXONLY=1
12
标准的多个从设备通信
从设备各自有独立的片选 任何时刻只有被NSS选中的从设备 可以和主设备做全双工通信 从设备共享同一片选 单工只接收的从设备们可同时收 到来自主设备的数据；其MISO引 脚不能参与通信 由于从设备的MISO都连在一起， 因此要配置成AF-OD以保护
DS=0011，4位
实际传递2个4位数据（8个时钟脉冲）
18
SPI通信过程的开始和维持
主设备
发送使能时：由主设备提供连续的时钟，直到发送 FIFO为空且移位寄存器也为空；时钟的节奏由主设备 控制 只有接收时：一旦使能了SPI和只接收模式，时钟就由 主设备送出，时钟节奏不再受主设备控制；直到SPI或 只接收模式被关闭
SCK必须通过上拉或下拉电阻来使得空闲时电平和CPOL设置的一 样
数据位序可设置：MSB或LSB
数据开始出现
4
片选信号NSS管理（1）
从设备
从设备的身份由MSTR@CR1=0决定 是否被选中来和主设备通信，由输入的片选电平决定
硬件管理：由NSS引脚电平决定，低电平表示被选中 软件管理：由SSI位决定，0表示被选中；NSS引脚可做它用
尾巴数据
奇数个小数据帧组成的序列中最后一个数据帧的处理 发送：最后一次以8位写访问操作SPI_DR即可 接收：最后一次16位读操作后(当FRLVL=01时)，把接收 FIFO门限设置成1个字节(FRXTH=1)，以产生最后一次 RxNE DMA方式的处理，参见DMA Slide
17
门限值设置@FRXTH：达到8位或16位就触发RxNE
RxNE事件 读取SPI_DR 对SPI_DR读取的宽度要和FRXTH一致 RxNE标志复位，表明接收FIFO为空了
FIFO当前的水平可通过FRLVL[1:0]查看
最多可储存4字节收到的数据
发送FIFO
门限值固定：包含的数据≤2个字节就触发TxE
2
SPI功能框图
(SD) (MCLK)
(CK) (WS)
3
Motorola模式下的数据帧格式
数据帧长度可设置：4位~16位
无论帧长度如何，对FIFO的读访问宽度必须和接收FIFO门限 FRXTH的设置一致（8位或16位） 数据帧总是以右对齐方式存放在SPI_DR[15:0]
时钟极性、相位可配置
串行外设接口 SPI
通信外设
SPI特性（1）
3线全双工同步传输 2线半双工/单工同步传输 时钟极性、相位以及数据位序（MSB或LSB）可设置 支持主设备、从设备，以及多主模式 片选信号的软、硬件管理
硬件CRC（用于8位或16位长度的帧）