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串口发送数据，SysTick定时器的实现

article 2025/1/7 14:17:19

一、串口发送数据

1）大概了解

RX：接收
TX：发送
连接时需要交叉连接，RX连接对方的TX、TX连接对方的RX
任意的串口都至少需要连接三个引脚：RX、TX、GND
STM32F103C8上有3个串口：USART1、2、3
USART1-TX：PA9
USART1-RX：PA10
TX：复用推挽输出
RX：浮空输入
使用到了复用功能，需要开启复用时钟（AFIO）

2）代码与分析

usart.c

int fputc(int ch,FILE *file)
{
    USART_SendData(USART1,ch);
    //等待发送完成
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    
    return ch;
}

输出重定向：即能够在串口上显示，若没有这个函数串口不会显示任何数据（将原本输出到标准设备的内容发送到串口）
USART_SendData(USART1,ch)：将字符ch发送到 USART1串口的数据寄存器中启动发送流程。
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET)

当为RESET时表示发送缓冲区不为空，程序会一直停留在这个循环中，
直到数据已经从发送全部发送出去了，USART_FLAG_TXE会被硬件置位1循环结束，下一操作
可以理解为传送带上快递的运输，直到快递全部运输完成，传送带为空

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
串口引脚的初始化，一般使用推挽输出

波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、模式化选择、硬件流控的初始化
USART_Cmd:对前面配置好的串口激活，使能串口1

void send_char(char ch)
{
    USART_SendData(USART1,ch);
    //等待发送完成
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);//表示标志位未被置位，即发送缓冲区不为空，程序会一直停留在这个循环中
                                                             //只有当发送缓冲区为空（即数据已经从发送缓冲区发送出去了）
                                                             //USART_FLAG_TXE标志被置位，此时USART_GetFlagStatus函数返回非RESET值，循环结束
                                                             //USART_FLAG_TXE（发送数据寄存器为空标志）是由硬件自动置位的
}

在这里插入图片描述
跟上诉原理一致，循环遍历每一个字符
.h

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "printf.h"
#include "stdio.h"

void delay_ms(int x)
{
    int i=0;
    while(x--)
        for(i=0;i<8050;i++);
}

int main()
{
    int i=0;
    printf_init(9600);
    while(1)
    {
        //Send_Char('A');
		//delay_ms(10);
        printf("i=%d\r\n",i++);
        delay_ms(10);
        printf("hello world\n");
        delay_ms(10);
    }
}

二、SysTick

1)数据手册

在这里插入图片描述

COUNTFLAG：计数标志位
如果计时器自上次读取以来计数为0，则返回1

CLKSOURCE：时钟源设置，AHB默认72MHz
0：AHB/8
1：AHB

TICKINT：中断使能位
0：倒计时到0不产生中断
1：倒计时到0产生中断

ENABLE：SysTick使能位
0：关闭定时器
1：开启定时器

在这里插入图片描述

2）代码与分析

在这里插入图片描述
将时钟进行8分频，得到AHB/8=9MHz

SysTick->LOAD：重装载值设置为8999999（定时器在启动时会将这个值加载到内部的计数逻辑中），直到减位0时进行了9000000次
SysTick->VAL：让定时器从一个确定的初始状态开始计数。这里的初始状态是指定时器内部的计数逻辑部分，确保它在开始计数时没有受到之前可能遗留的计数值的干扰。
SysTick->CTRL &= ~(1<<1)：倒计时到0时不产生中断
SysTick->CTRL |=1:使能ENABLE，打开定时器。
一旦定时器启动，定时器的计数逻辑会从SysTick->LOAD寄存器获取初始值，也就是9000000 - 1
这个值会被加载到用于实际计数的内部寄存器（这个内部寄存器和SysTick->VAL有联系，但在启动时是从SysTick->LOAD加载初始值），也就是VAL从初始值处开始递减
while(SysTick->CTRL & (1<<16)==0);

把SysTick->CTRL寄存器想象成一个 32 个小格子（位）组成的盒子，每个小格子可以放 0 或者 1。
(1 << 16)这个操作，就像是在一个新的 32 个小格子组成的盒子里，把一个 “1” 从最右边（第 0 位）开始，
向左移动 16 个小格子，这样就得到了一个只有第 16 个小格子是 “1”，其他小格子都是 “0” 的盒子。

一开始，SysTick->CTRL这个盒子的第 16 个小格子（代表计数到 0 的信号）是 “0”
，当我们进行SysTick->CTRL & (1 << 16)操作时，得到的结果也是 “0”
就像小机器人还没收到信号，所以它会一直等在while循环里

随着 SysTick 定时器在后台默默地计数，就好像有一个隐藏的倒计时在进行。
当这个倒计时结束，也就是定时器计数到 0 的时候，硬件会把SysTick->CTRL盒子的第 16 个小格子变成 “1”
时再进行SysTick->CTRL & (1 << 16)操作，得到的结果就不是 “0” 了
程序就知道定时器已经计数到 0 了，延时完成，于是它就跳出while循环，继续后面的工作