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三十、STM32的USART （串口发送+接收）

news 2025/11/14 8:47:21

前言：在学习 STM32 的过程中，串口通信（USART）是最常用、也是最基础的外设之一。
它不仅可以用来输出调试信息，还常被用于与其他模块（如 GPS、蓝牙、WiFi、传感器等）之间进行通信。上一篇文章我们介绍了 STM32 USART 的发送功能，本文将重点讲解 USART 的接收机制 —— 包括初始化配置、接收中断、数据读取与显示。同时，我们还将通过 OLED 显示模块来观察接收到的数据，从而直观了解整个数据流过程。相关发送的博客二十九、STM32的USART （串口发送）

一、USART 接收原理简介

二、USART 接收程序结构分析

三、USART 初始化配置

四、SART 接收中断服务函数

五、接收标志位与数据读取函数

六、主函数与数据回显

七、运行结果与测试现象

八、总结

一、USART 接收原理简介

USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步/异步收发器）是一种通用的串行通信接口。
在异步模式下，它主要依靠起始位和停止位来同步数据帧，而接收端通过中断机制检测并读取接收到的数据。

USART 的接收流程可以概括为以下几步：

当数据帧到达时，USART 硬件自动检测起始位；
数据按位采样后存入接收数据寄存器；
RXNE（接收缓冲非空）标志位置 1；
若使能了中断，CPU 会自动跳转到中断函数中；
用户代码读取寄存器数据；
读取后 RXNE 自动清零，等待下一次接收。

二、USART 接收程序结构分析

我们在本例中使用 USART1 进行通信。
引脚配置如下：

三、USART 初始化配置

void Serial_Init(void)
{/* 开启时钟 */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/* 配置 TX 引脚 PA9 为复用推挽输出 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/* 配置 RX 引脚 PA10 为上拉输入 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/* USART 参数配置 */USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;                            // 波特率USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;       // 启用收发模式USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);/* 开启接收中断 */USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);/* NVIC 配置 */NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* 使能 USART1 */USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

这部分代码完成了：

✅ 时钟开启
✅ GPIO 配置（PA9 / PA10）
✅ 串口通信参数初始化
✅ 开启 RXNE 接收中断
✅ 配置 NVIC 优先级与中断入口

四、SART 接收中断服务函数

当串口接收到数据后，RXNE 标志位置 1，并自动触发中断。
以下是中断函数：

void USART1_IRQHandler(void)
{if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)  // 判断是否为接收中断{Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);        // 读取接收数据Serial_RxFlag = 1;                                // 设置标志位USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);   // 清除中断标志位}
}

注意：

读取 USART_ReceiveData() 后，RXNE 位会自动清零。
为了防止遗漏，也可以手动调用 USART_ClearITPendingBit() 清除标志。
中断函数名称必须与启动文件定义的保持一致，否则不会被调用。

五、接收标志位与数据读取函数

为了让主函数方便使用，我们定义了两个接口函数：

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

这样主循环中就可以用“轮询方式”来检测是否收到新数据。

六、主函数与数据回显

主函数的逻辑非常清晰：
1️⃣ 等待串口接收标志位；
2️⃣ 读取接收数据；
3️⃣ 通过串口将数据回传（即回显测试）；
4️⃣ 通过 OLED 显示接收的内容。

int main(void)
{OLED_Init();                // 初始化 OLEDOLED_ShowString(1, 1, "RxData:");Serial_Init();              // 初始化串口while (1){if (Serial_GetRxFlag() == 1)            // 检测是否接收到数据{RxData = Serial_GetRxData();        // 读取接收数据Serial_SendByte(RxData);            // 将数据回显OLED_ShowHexNum(1, 8, RxData, 2);   // 显示数据的十六进制值}}
}