STM32外设解析：串口、定时器、ADC，玩转单片机外设：玩转STM32外设，解锁单片机无限可能

# 1. STM32外设概述**

STM32微控制器外设丰富，为嵌入式系统开发提供了强大的功能。外设包括串口、定时器、ADC等，可满足各种应用需求。本节将概述STM32外设的基本概念，为后续章节的深入讲解奠定基础。

STM32外设通过寄存器进行配置和控制，每个外设都有特定的寄存器组。寄存器包含控制外设行为的位和字段，通过设置这些位和字段，可以配置外设的各种参数，如波特率、定时器计数模式和ADC采样速率。

外设中断是STM32微控制器的一个重要特性。当外设事件发生时，会触发中断，从而允许微控制器快速响应。中断处理程序可以通过读取外设状态寄存器来确定中断源，并执行相应的处理操作。

# 2. 串口外设**

**2.1 串口通信原理**

**2.1.1 串口数据传输机制**

串口通信是一种异步串行通信方式，数据以比特为单位，逐个传输。发送端和接收端通过一条通信线进行数据交换，通信线上的电平变化表示不同的比特值。

**2.1.2 波特率、数据位、停止位**

串口通信的参数主要包括波特率、数据位和停止位：

* **波特率：**表示数据传输速率，单位为比特/秒 (bps)。
* **数据位：**表示每个字符传输的比特数，常见的有 5 位、6 位、7 位和 8 位。
* **停止位：**表示一个字符传输结束后，发送端停止发送数据的比特数，常见的有 1 位或 2 位。

**2.2 STM32串口配置**

**2.2.1 串口寄存器结构**

STM32的串口外设具有丰富的寄存器，主要包括：

* **USART_CR1：**控制寄存器，用于配置串口模式、波特率、数据位和停止位等。
* **USART_BRR：**波特率寄存器，用于设置串口波特率。
* **USART_SR：**状态寄存器，用于获取串口状态信息，如发送缓冲区是否为空、接收缓冲区是否已满等。
* **USART_DR：**数据寄存器，用于发送和接收数据。

**2.2.2 串口初始化和中断配置**

串口初始化需要配置寄存器，设置波特率、数据位、停止位等参数。还可以配置中断，以便在数据接收或发送完成后触发中断服务程序。

// 串口初始化
void USART_Init(USART_TypeDef *USARTx, uint32_t baudrate, uint32_t datawidth, uint32_t stopbits)
{
    // 设置波特率
    USARTx->BRR = SystemCoreClock / baudrate;

    // 设置数据位
    USARTx->CR1 &= ~USART_CR1_M;
    USARTx->CR1 |= datawidth;

    // 设置停止位
    USARTx->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;
    USARTx->CR2 |= stopbits;

    // 使能串口
    USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;
}

// 串口中断配置
void USART_ITConfig(USART_TypeDef *USARTx, uint32_t IT, FunctionalState NewState)
{
    if (NewState == ENABLE)
    {
        USARTx->CR1 |= IT;
    }
    else
    {
        USARTx->CR1 &= ~IT;
    }
}

**2.3 串口通信实践**

**2.3.1 串口数据收发**

串口数据收发可以通过寄存器操作实现。

// 发送数据
void USART_SendData(USART_TypeDef *USARTx, uint8_t data)
{
    // 等待发送缓冲区为空
    while (!(USARTx->SR & USART_SR_TXE))
        ;

    // 发送数据
    USARTx->DR = data;
}

// 接收数据
uint8_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef *USARTx)
{
    // 等待接收缓冲区有数据
    while (!(USARTx->SR & USART_SR_RXNE))
        ;

    // 接收数据
    return USARTx->DR;
}

**2.3.2 串口中断处理**

串口中断处理需要在中断服务程序中实现。

void USART_IRQHandler(void)
{
    // 数据接收中断
    if (USARTx->SR & USART_SR_RXNE)
    {
        // 读取接收数据
        uint8_t data = USARTx->DR;

        // 处理接收数据
    }

    // 数据发送中断
    if (USARTx