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STM32教程：串口USART使用（基于STM32F103C8T6最小系统板标准库开发）*详细教程*

news 来源：原创 2025/5/9 7:59:44

前言：

本文章主要讲解了STM32串口USART的使用及代码编写，实现了STM32单片机与电脑端的串口发送与接收。

USART基本结构

可以根据USART的基本结构来编写程序

USART初始化大体流程：

1、开启时钟，把需要的USART和GPIO的时钟打开

2、GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置成输入

3、配置USART（使用一个结构体）

4、如果还需要接收的功能，还需要配置中断

5、使能USART

usart.h库函数介绍

主要介绍一些新的库函数

这两个函数用来配置同步时钟输出（包括时钟是否要输出，时钟的极性相位等参数）

void USART_ClockInit(USART_TypeDef* USARTx, USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);
void USART_ClockStructInit(USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);

这个可以开启USART到DMA的触发通道

void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);

下面这些，设置地址、唤醒、LIN（这些函数，不常用）

void USART_SetAddress(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Address);
void USART_WakeUpConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_WakeUp);
void USART_ReceiverWakeUpCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_LINBreakDetectLengthConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_LINBreakDetectLength);
void USART_LINCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

发送数据（写DR寄存器）和接收数据（读DR寄存器）（比较重要）

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

下面这一些函数，有关智能卡、IrDA（不常用）

void USART_SendBreak(USART_TypeDef* USARTx);
void USART_SetGuardTime(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_GuardTime);
void USART_SetPrescaler(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Prescaler);
void USART_SmartCardCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_SmartCardNACKCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_HalfDuplexCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_OverSampling8Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_OneBitMethodCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
void USART_IrDAConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IrDAMode);
void USART_IrDACmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

最后四个，标志位相关的函数

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

初始化串口及串口的发送详细步骤

创建Serial.c

编写USART初始化函数

1、开启时钟，把需要的USART和GPIO的时钟打开

	/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

2、GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置成输入

	/*GPIO初始化*//*把PA9配置为复用推挽输出，供USART1的TX使用*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //选择复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

3、初始化配置USART（使用一个结构体）

	/*USART初始化*/USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不使用USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;	//串口模式,发送模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;	//校验，不需要校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位,1位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长,8位USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

4、中断暂时不用

5、使能USART

	/*使能USART*/USART_Cmd(USART1,ENABLE);

封装函数

编写发送一个字节数据的函数

调用这个函数，就可以从TX引脚发送一个字节数据

/*发送一个字节函数*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1,Byte);   //向TDR写入数据while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) ==  RESET); //等待数据写入移位寄存器
}

注意在头文件中声明一下函数名

然后在主文件main.c中调用

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化Serial_Init();Serial_SendByte(0x41);while (1){}
}

然后在电脑串口助手上就可以收到单片机发出的数据了

编写发送数组数据的函数

比如有一个很大的数组，需要通过串口发送到电脑

封装一个发送数组的函数

/*发送数组函数*/
void Serial_SendArray(uint8_t* Array, uint16_t Length)
{uint16_t i;for(i = 0;i < Length;i ++){	Serial_SendByte(Array[i]);}
}

编写发送字符串的函数

封装一个发送字符串的

/*发送字符串函数*/
void Serial_SendString(char* String)
{uint8_t i;for(i = 0;String[i] != '\0';i ++){Serial_SendByte(String[i]);}
}

编写发送数字字符的函数

封装一个发送数字字符的函数

/*发送数字字符串函数*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number,uint8_t Length)
{uint8_t i;for(i = 0; i < Length; i ++){Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');}
}

以下介绍使用printf函数的移植方法

先打开MicroLIB精简库

对printf进行重定向（因为printf默认是打印到屏幕，但是现在单片机没有屏幕，所以我们需要对printf进行重定向）

加入头文件引用

重定向printf

/*重定向printf*/
//fputc是printf的底层函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{Serial_SendByte(ch);return ch;
}

sprintf格式化字符串

	char String[100];sprintf(String,"Num=%d\r\n", 666);Serial_SendString(String);

封装sprintf函数

/*封装sprintf函数*/
void Serial_Printf(char *format,...)
{char String[100];va_list arg;va_start(arg,format);vsprintf(String,format,arg);va_end(arg);Serial_SendString(String);
}

怎么解决串口打印中文不乱码的情况

第一种方法：

在UTF-8编码环境下

打开魔术棒输入以下

--no-multibyte-chars

这样子打印就不会乱码

	printf("你好，世界");

第二种方法：

切换为GB2312编码

然后关掉文件重新打开就可以了

以上就是串口的发送了

以下讲解如何实现串口的接收

串口的接收详细步骤

对于串口接收来说，可以使用查询和中断两种方法

首先介绍一下查询的方法

1、查询

串口初始化

void Serial_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);/*GPIO初始化*//*把PA9配置为复用推挽输出，供USART1的TX使用*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //选择复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    //选择上拉输入输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);		/*USART初始化*/USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不使用USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//串口模式,发送模式和接收模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;	//校验，不需要校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位,1位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长,8位USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);/*使能USART*/USART_Cmd(USART1,ENABLE);}
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"uint8_t RxData;int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化Serial_Init();while (1){if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) == SET){RxData = USART_ReceiveData(USART1);OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);}}
}

打开串口助手发送数据给单片机

单片机收到数据，显示

2、中断

串口初始化

void Serial_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);/*GPIO初始化*//*把PA9配置为复用推挽输出，供USART1的TX使用*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //选择复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    //选择上拉输入输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);		/*USART初始化*/USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不使用USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//串口模式,发送模式和接收模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;	//校验，不需要校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位,1位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长,8位USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);/*打开中断*/USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 开启RXNE标志位到NVIC的输出/*配置NVIC*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //分组NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*使能USART*/USART_Cmd(USART1,ENABLE);}

编写中断函数

/*串口接收中断函数*/
void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET){Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);Serial_RxFlag = 1;USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);}}

封装两个函数：用来转存

uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{if(Serial_RxFlag == 1){Serial_RxFlag = 0;return 1;}return 0;
}uint8_t Serial_GetRxData(void)
{return Serial_RxData;
}

主函数调用

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"uint8_t RxData;int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化Serial_Init();while (1){if(Serial_GetRxFlag() == 1){RxData = Serial_GetRxData();OLED_ShowHexNum(1,1,RxData,2);}}
}

然后在电脑的串口助手发送数据给单片机

这样子单片机就接收到串口发送的数据了

附录（源代码）：

Serial.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;void Serial_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);/*GPIO初始化*//*把PA9配置为复用推挽输出，供USART1的TX使用*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //选择复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    //选择上拉输入输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);		/*USART初始化*/USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不使用USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//串口模式,发送模式和接收模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;	//校验，不需要校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位,1位USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长,8位USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);/*打开中断*/USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 开启RXNE标志位到NVIC的输出/*配置NVIC*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //分组NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*使能USART*/USART_Cmd(USART1,ENABLE);}/*发送一个字节函数*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{USART_SendData(USART1,Byte);   //向TDR写入数据while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) ==  RESET); //等待数据写入移位寄存器
}/*发送数组函数*/
void Serial_SendArray(uint8_t* Array, uint16_t Length)
{uint16_t i;for(i = 0;i < Length;i ++){	Serial_SendByte(Array[i]);}
}/*发送字符串函数*/
void Serial_SendString(char* String)
{uint8_t i;for(i = 0;String[i] != '\0';i ++){Serial_SendByte(String[i]);}
}/*X的Y次方函数*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)
{uint32_t Result = 1;while(Y --){Result *= X;}return Result;
}/*发送数字字符串函数*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number,uint8_t Length)
{uint8_t i;for(i = 0; i < Length; i ++){Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');}
}/*重定向printf*/
//fputc是printf的底层函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{Serial_SendByte(ch);return ch;
}/*封装sprintf函数*/
void Serial_Printf(char *format,...)
{char String[100];va_list arg;va_start(arg,format);vsprintf(String,format,arg);va_end(arg);Serial_SendString(String);
}uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{if(Serial_RxFlag == 1){Serial_RxFlag = 0;return 1;}return 0;
}uint8_t Serial_GetRxData(void)
{return Serial_RxData;
}/*串口接收中断函数*/
void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET){Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);Serial_RxFlag = 1;USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);}}

Serial.h

#ifndef __SERIAL_H
#define	__SERIAL_H#include <stdio.h>void Serial_Init(void);void Serial_SendByte(uint8_t Byte);void Serial_SendArray(uint8_t* Array, uint16_t Length);void Serial_SendString(char* String);void Serial_SendNumber(uint32_t Number,uint8_t Length);void Serial_Printf(char *format,...);uint8_t Serial_GetRxFlag(void);uint8_t Serial_GetRxData(void);#endif

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