STM32 #3 用UART方式輸出訊息

UART是MCU輸出與輸入字串訊息最通用的方法。UART是Universal Asynchronous Receiver/Transmitter的縮寫，即通用非同步收發傳輸器。此範例的目標是從STM32 MCU輸出"Hello world!"字串輸出，透過NUCLEO-STM32F103開發板上ST-Link Debugger的USB to UART功能，轉換成USB訊號，顯示在電腦終端機(terminal)上。

UART是以一定時脈的串行高低電位，8位元為一組，加上可能的start bit/stop bit/parity bit，代表一字元。 常見的UART速率有9600, 115200 baud等，baud即每秒幾位元(bits/s)。最常見的模式是8-N-1，即(8) data bits, no (N) parity bit, and one (1) stop bit。

更多詳細資訊可見成大資工Wiki -- UART

撰寫程式

建立兩個檔案，並放在同個資料夾底下，此資料夾與libopencm3又處於同路徑，如：

• libopencm3
• 02-usart
  • usart.c
  • Makefile

其檔案內容如下：

usart.c

#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
#include <libopencm3/stm32/usart.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main (void)
{
    /* Enable peripheral clocks. */
    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
    rcc_periph_clock_enable(RCC_USART2);

    /* Setup GPIO pin 2 on GPIO port A for transmit. */
    gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, 
                       GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL, GPIO2);

    /* Setup UART parameters. */
    usart_set_baudrate(USART2, 9600);
    usart_set_databits(USART2, 8);
    usart_set_parity(USART2, USART_PARITY_NONE);
    usart_set_stopbits(USART2, USART_STOPBITS_1);
    usart_set_flow_control(USART2, USART_FLOWCONTROL_NONE);
    usart_set_mode(USART2, USART_MODE_TX);

    /* Finally enable the USART. */
    usart_enable(USART2);

    printf("Hello World!");

    while (1)
    {
    }

    return 0;
}

int _write(int file, char *ptr, int len)
{
    if (file == 1)
    {
        int i;
	for (i = 0; i < len; i++) usart_send_blocking(USART2, ptr[i]);
	return i;
    }
    errno = EIO;
    return -1;
}

寫成此程式主要需參考：

• STM32F103xx Reference Manual
• libopencm3 API Documentation

此程式所做的依序是:

1. 令RCC(Reset & Clock Control)開啟GPIOA以及USART2的Clock。

2. 設定GPIO PA2的模式為Alternate function Push-pull輸出，最高速度10MHz。(參考STM32F103xx Reference Manual p.170)

3. 設定USART2模式為9600 8N1，TX，並開啟功能。(參考STM32F103xx Reference Manual 第27章)

4. printf("Hello world!\r\n"); printf會呼叫_write這個函數輸出字元，_write再呼叫usart_send_blocking從USART2輸出。

顯示"Hello world!"