STM32 UART/USART初始化时钟使能

本文介绍了STM32中使能时钟的过程及原理,重点解释了如何通过配置寄存器使能UART和GPIO时钟,并阐述了AHB与APB总线的角色。

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在学习STM32的过程中,我们通常会遇到使能时钟。例如在uart_init()的函数中,我们要使能串口:

RCC->APB2ENR|=1<<4;//使能串口1的时钟
RCC->AHB1ENR|=1<<4;//使能portra的时钟

简而言之,就是让串口1和PA口工作。但是为什么使能之后就能工作了呢,我们可以查看手册,找到STM32的系统框架图(原子哥的资料里有)


AHB (Advanced High performance Bus)高级性能总线,是系统总线的一种。AHB主要用于高性能模块之间的连接,如CPU,DMA等。

APB(Advancd Peripheral Bus),这是一种外围总线。APB主要用于低宽带的外围设备的连接,如USART。

我们在图中可以看到,AHB->APB2->USART 1,这样我么就可以知道为什么要使能APB2这个时钟了。

同理,我们可以找到PA挂载在AHB1的总线上,所以我们要使能AHB1。

UART: universal asynchronous receiver and transmitter通用异步收发器。

USART:universal synchronous asynchronous receiver and transmitter通用同步异步收发器。

uart和usart的区别在于usart支持同步。

<think>首先,用户的问题是:“我想配置STM32F407微控制器的USART接口的初始化代码或方法 请问STM32F407 USART initialization code example”。翻译成英文是“I want to configure the initialization code or method for the USART interface of the STM32F407 microcontroller. Please provide an example of STM32F407 USART initialization code.” 根据系统级指令,我需要: - 使用中文回答。 - 所有行内数学表达式用$...$格式(但在这个问题中,可能没有数学表达式)。 - 独立公式用$$...$$格式(同样,可能不适用)。 - LaTeX语法正确。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾添加引用标识,如[^1]。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证真实可靠。 - 参考提供的引用:[^1], [^2], [^3]。 提供的引用是: - [^1]: 关于STM32F407串口6卡死问题,提到需要修改HAL_UART_MspInit函数,使用STM32CubeMX配置。 - [^2]: 关于STM32F407 Discovery板配置串口2,只使用TX功能,涉及GPIO复用问题。 - [^3]: 关于STM32F767 USART DMA发送,需要使用DMA中断和USART中断。 用户的问题是关于STM32F407 USART初始化代码示例。所以,我应该基于这些引用提供相关的初始化方法。 关键点: - STM32F407有多个USART接口(如USART1, USART2等)。 - 初始化通常包括配置USART参数(波特率、数据位、停止位等)和GPIO引脚。 - 使用HAL库时,初始化代码涉及HAL_UART_Init函数和回调函数如HAL_UART_MspInit。 从引用[^1]中,提到需要配置HAL_UART_MspInit函数,并使用STM32CubeMX工具生成代码。引用[^2]提到GPIO复用问题。引用[^3]涉及DMA发送,但用户可能不需要DMA,除非指定。 用户没有指定具体的USART接口(如USART1, USART2等),所以我应该给出一个通用示例。 结构清晰的回答: 1. **介绍USART初始化步骤**:简要说明使用HAL库的步骤。 2. **提供代码示例**:给出一个简单的初始化代码示例,比如配置USART1。 3. **解释关键部分**:解释代码中的关键函数和配置。 4. **考虑GPIO复用**:提醒用户关于GPIO引脚复用的问题,基于引用[^2]。 5. **使用STM32CubeMX**:建议使用STM32CubeMX工具简化配置,基于引用[^1]。 6. **添加引用**:在相关部分末尾添加引用标识。 7. **生成相关问题**:在最后添加相关问题。 完整回答: - 开头:确认用户需求。 - 主体:逐步提供初始化方法。 - 结尾:生成相关问题。 代码示例:由于用户要求代码示例,我会提供一个简单的C代码片段,使用HAL库初始化USART1。 参考引用: - 当提到使用STM32CubeMX时,添加[^1]。 - 当提到GPIO复用时,添加[^2]。 - 如果涉及DMA,添加[^3],但用户没有提到DMA,所以可能不适用。 用户的问题只是初始化,没有指定发送或接收,所以保持简单。 最终回答结构: 1. 介绍USART初始化。 2. 步骤: a. 配置GPIO引脚。 b. 配置USART参数。 c. 初始化USART。 3. 代码示例。 4. 注意事项(如STM32CubeMX建议)。 5. 相关问题。</think>以下是针对STM32F407微控制器USART接口初始化代码的详细说明。我将基于HAL库(Hardware Abstraction Layer)提供逐步指导,并给出一个完整的代码示例。STM32F407支持多个USART接口(如USART1、USART2等),初始化过程包括配置GPIO引脚、USART参数(波特率、数据位等),以及使用HAL库函数。代码示例以USART1为例(常用接口),您可根据实际需求调整USART号(如USART2、USART6等)。参考提供的引用[^1][^2][^3],我将重点强调配置中的常见陷阱和优化点。 ### 1. **USART初始化步骤** USART初始化分为两部分: - **GPIO配置**:设置USART的TX(发送)和RX(接收)引脚模式。 - **USART参数配置**:定义通信参数(波特率、数据位等),并通过HAL库初始化。 使用HAL库时,关键函数包括: - `HAL_UART_Init()`:主初始化函数。 - `HAL_UART_MspInit()`:MCU特定外设初始化回调函数(需用户实现),用于配置GPIO和时钟。 **注意**:如果未正确配置`HAL_UART_MspInit()`,可能导致USART卡死或无法工作[^1]。推荐使用STM32CubeMX工具自动生成初始化代码,避免手动错误[^1]。 ### 2. **完整代码示例(以USART1为例)** 以下是一个基础初始化代码,配置USART1工作在115200波特率、8位数据位、1位停止位、无校验位。代码基于HAL库,适用于STM32CubeIDE开发环境。 ```c #include "stm32f4xx_hal.h" // 定义USART句柄 UART_HandleTypeDef huart1; // 步骤1: 实现HAL_UART_MspInit回调函数(GPIO和时钟配置) void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; // 仅当初始化USART1时执行 if(huart->Instance == USART1) { // 启用USART1和GPIOA时钟 __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 配置PA9 (TX) 和 PA10 (RX) 引脚 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10; // USART1的TX和RX引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用推挽输出模式 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上拉/下拉 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // 高速 GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1; // 复用功能映射到USART1 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } } // 步骤2: USART初始化函数 void MX_USART1_UART_Init(void) { huart1.Instance = USART1; // 选择USART1 huart1.Init.BaudRate = 115200; // 波特率115200 huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 8位数据位 huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 1位停止位 huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无校验位 huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 发送和接收模式 huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控 huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; // 16倍过采样 // 调用HAL初始化函数 if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) { // 初始化错误处理(例如LED闪烁) Error_Handler(); } } // 主函数中调用初始化 int main(void) { HAL_Init(); // 初始化HAL库 SystemClock_Config(); // 配置系统时钟(需用户实现) MX_USART1_UART_Init(); // 初始化USART1 // 其他应用代码... while (1) { // 示例:发送字符串 char msg[] = "Hello, USART!\r\n"; HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), HAL_MAX_DELAY); } } ``` ### 3. **关键配置说明** - **GPIO复用问题**:STM32F407的GPIO引脚常被复用(如USART1的PA9/PA10可能与其他外设冲突)。如果音频或I2S模块占用这些引脚,强制配置USART可能导致功能异常[^2]。建议: - 检查数据手册确定引脚可用性。 - 使用STM32CubeMX可视化工具配置引脚复用,自动生成`stm32f4xx_hal_msp.c`文件[^1]。 - **USART选择**:示例使用USART1,但如果您需要其他接口(如USART2或USART6),修改`huart1.Instance`为`USART2`等,并在`HAL_UART_MspInit`中调整时钟和引脚(例如USART6通常用PC6/PC7)。 - **波特率计算**:STM32F407的USART波特率公式为: $$ \text{BaudRate} = \frac{f_{\text{ck}}}{16 \times \text{USARTDIV}} $$ 其中$f_{\text{ck}}$是USART时钟频率(例如42 MHz),`USARTDIV`是分频值。HAL库自动处理此计算。 - **DMA支持**:如果需要高效数据传输(如大缓冲区发送),参考DMA配置方法[^3]。添加DMA初始化后,需启用中断并处理`HAL_UART_TxCpltCallback`回调。 ### 4. **推荐工具和调试建议** - **使用STM32CubeMX**:从ST官网下载此工具,选择USART接口、引脚和参数后,自动生成初始化代码,减少手动错误风险[^1]。生成代码包含`MX_USARTx_UART_Init()`和`HAL_UART_MspInit()`。 - **调试提示**: - 如果USART无输出,检查时钟配置(`SystemClock_Config()`是否正确启用PLL)。 - 使用逻辑分析仪或串口调试助手验证信号。 - 避免引脚冲突:在复杂系统中(如Discovery板),优先确保USART引脚未被其他外设占用[^2]。 ### 相关问题 1. 如何配置STM32F407的USART DMA发送以实现高效数据传输? 2. 在STM32F407 Discovery板上,如何解决USART引脚与其他外设(如I2S)的复用冲突? 3. 如何使用STM32CubeMX工具生成USART初始化代码并集成到现有工程中? [^1]: 修改所需的UART号以及其引脚...这个需要使用工具STM32CubeMx进行配置[^1]。 [^2]: 音频开发涉及IIC/IIS以及PDM麦克风等模块,GPIO口有限...如果强制配成串口进行调试,音频链路运行的过程中输出就会不正常[^2]。 [^3]: 串口DMA发送需要使用DMA中断、USART中断...从而可以继续使用串口DMA发送[^3]。
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