西安电子科技大学 微原实验3 时钟与RS232串口通信实验

实验三 时钟与RS232串口通信实验

实验目的

• 掌握STM2系统时钟的初始化，串口参数的配置

• 会使用MDK逻辑分析仪测量系统的时钟等信号

• 使用示波器测量串口信号

实验原理

系统时钟

STM32有5个时钟源：HSI，HSE,LSI,LSE,PLL.本实验便用PLL时钟，为锁相环倍频输出，其时钟输入源.可选择为HSI/2，HSE或HSE/，倍频可选相为2-16倍，但是其输出频率最大不得超过72MH

系统时钟SYSCLK可来源干HSL、HSE与PLL时钟，STM32可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上，可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE或系统时钟

系统加电后，系统时钟提供默认的时钟信是供CM3核及总线工作。在启动后，先对系统时钟进行设置，以保证系统各设备正常工作。STM32F103在启动时，默认采用8MHzHSIRC时钟。需要采用多个寄存器来控制各部分的参数，以获取所需的时钟

串行通信

• 串行异步通信——以字符为单位组成字符帧传送数据(每次发一个字符)
• 字符格式(字符帧格式，数据格式)

​ 不发数据时、数据线为空闲状态“1”

​ 以起始位“0”为信息起始标志

​ 6/7/8数据位(由软件设置)

​ 0~1 校验位(NUNE/OOD/EVEM)

​ 1~2停止位(软件编程）

• 波特率——指每秒钟传送二进制码元的位数，单位为s，STM32常用波特率：1200,2400,4800,9600,38400,57600,115200.在任何情况下，收发方的波特率和字符格式必须相同方可正常通信

STM32的串行收发器USART包含3个部分：

• 控制寄存器/状态寄存器用干设置波特率、设置字符格式，管理各种标志位
• 发送器由发送寄存器和移位寄存器组成
• 接收器由移位寄存器和接收寄存器组成

STN32F103有3个串行异步收发器USART，实验箱利用USART1口形成RS232总线，PA9用于串行发送，经过电平转换器MAX232形成TXD，PA10用于串行接收，来目RXD的信号经MAX232与PA10相连。串行通信字符格式为：1位起始位，8位数据位，1位停止位。

实验任务

• 修改例程UART_LED，CPU运行在48M时钟下，波特率为9600，连续发送字符A，用示波器测量PA9发送测量点TP23信号，计算实际信号的波特率，分析误差结果
• (选作）运行例程UART_LED，选软件仿真用MDK逻辑分析仪测量PA8的脉冲宽度，测量Delay函数延时时长。

实验过程

CPU运行在48M时钟下

$$PLL=\frac{48}{8}=6$$

则将代码修改为

unsigned char PLL=6;//六倍频

波特率为9600

$$\frac{48000000}{16\ast 9600}=312.5$$

取整数部分：$$312D=138H$$

取小数部分:$$0.5\ast 16=8,8D=8H$$

因此波特率代码修改为：

USART1->BRR=0x1388;//波特率9600

程序代码

#include "usrt1.h"

void DevInit()
{
	//RCC
	unsigned char PLL = 6; //6倍频
 	RCC->CR|=0x00010000;  //外部高速时钟使能HSEON
	while(!(RCC->CR>>17));//等待外部时钟就绪
	RCC->CFGR|=0X00000400; //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;
	PLL-=2;				  //抵消2个单位（因为是从2开始的，设置000就是2，0111就是9）
	RCC->CFGR|=PLL<<18;   //设置PLL值 2~16
	RCC->CFGR|=1<<16;	  //PLLSRC ON 
	FLASH->ACR|=0x31;	  //FLASH 1个延时周期
	RCC->CR|=0x01000000;  //PLLON
	while(!(RCC->CR>>25));//等待PLL锁定
	RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL作为系统时钟	 
	//USART1
	RCC->APB2ENR|= (1<<2|1<<14);//PA,USART1使能
	GPIOA->CRH=0x04B0; //PA9,PA10复用设置成USART1
	USART1->BRR=0x1388;//波特率9600
	USART1->CR1|=(1<<13)|(1<<2)|(1<<3);	
	//PA8
	GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;  //PA8输出设置
	GPIOA->CRH|=0X00000003;	//同上
	GPIOA->ODR|=1<<8; 			//PA.8 设初值 	
		
}


void Delay(int n)
{
	int i;
	for (i=0;i<n;i++);
}
	
void LedFlash()
{
	
	Delay(0x2fffff);
	GPIOA->ODR|=1<<8;//LED0(ON)
	Delay(0x2fffff);
	GPIOA->ODR&=~(1<<8);//LED0(OFF)
}


void UartEcho()
{	
	if(USART1->SR&(0x1<<5))//接受R不空
			if(USART1->SR&(0x1<<7))//发送R空
			{
				USART1->DR =  USART1->DR;//发送并回显
			}
}

int main()
{
	DevInit();
	while(1)
	{
		UartEcho();
		LedFlash();
	}	

}

MDK逻辑分析显示波形

示波器测量串口信号

学习心得

• 掌握了STM2系统时钟的初始化，串口参数的配置

• 学会了使用MDK逻辑分析仪测量系统的时钟等信号