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在MDK-ARM5.17对STM32的USART1进行软件仿真时串口界面收不到数据

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吐息间丶时光中 发布时间：2017-2-14 16:34
本帖最后由 吐息间丶时光中 于 2017-2-21 00:01 编辑

小白是STM32初学者，遇到的一些问题在大神们面前太小儿科，还请大神不吝赐教。

【问题一：TE置位自动发送一个空闲帧】
    前几天看刘凯老师的STM32培训视频第18集学习USART这一模块，在MDK-ARM5.17上进行软件仿真过程遇到一个坎硬是过不去：按照参考手册配置完寄存器后，软件仿真调试时（无论是单步一条一条的运行程序，还是全速运行程序），TXE一直处于低电平（也就导致串口窗口收不到数据）。
    代码如下（与刘凯老师视频上的一致）：
  1. #include"stm32f10x.h"

  3. #define RCC_APB2ENR_Addr        (RCC_BASE + 0x18)

  5. #define BitBind(Addr,BitNum)        *((__IO uint32_t *)((Addr&0xF0000000)+ 0x2000000 +\
  6.                                                                 ((Addr&0x000FFFFF)<<5)+ (BitNum<<2)))

  8. #define RCC_APB2ENR(n)        BitBind(RCC_APB2ENR_Addr,n)

  10. /**********************************************************************
  11. * Function Name : MAIN
  12. * Description         : main program
  13. * Input                 : None
  14. * Output                 : None
  15. * Return                 : None
  16. **********************************************************************/
  17. int main(void)
  18. {/***UART寄存器方式编程***/
  19.         uint32_t BAUD=9600;                                //波特率9600bps
  20.         uint16_t DIV_Mantissa=0x00,DIV_Fraction=0x00;        //未经显示初始化的自动变量的值为未定义值（外部变量与静态变量将被初始化为0）
  21.         float USARTDIV=0.0;                                //浮点型（如果单精度能解决，尽量用单精度，双精度算术运算特别费时）
  22.         
  23.         //寄存器配置：USART使能、字长、停止位、波特率、发送使能
  24.         RCC_APB2ENR(14)=1;                                //USART1时钟使能
  25. //        RCC_APB2ENR(2)=1;                                //GPIOA时钟使能（软件仿真不开启无影响）
  26. //        GPIOA->CRH |= (3<<4);                        //软件仿真选择通用推挽输出也有效果（但不建议）
  27.         GPIOA->CRH |= (11<<4);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）【注意：此时实际是复用功能开漏输出模式】，PA10默认浮空输入模式
  28.         GPIOA->CRH &= ~(1<<6);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）
  29.         
  30.         USART1->CR1 |= (1<<13);                        //USART使能
  31.         USART1->CR1 &= ~(1<<12);                //1个起始位、8个数据位
  32.         USART1->CR1 &= ~(1<<10);                //禁止校验
  33.         USART1->CR2 &= ~(7<<11);                //1个停止位、禁止CK引脚（即异步）
  34.         //波特率算法
  35.         USARTDIV = (72000000)/(16.0*BAUD);                                //注：整数除法会截掉右边的小数部分
  36.         DIV_Mantissa = USARTDIV;                                                //取整
  37.         DIV_Fraction = (USARTDIV-DIV_Mantissa)*16+0.5;        //小数部分四舍五入并取整
  38.         USART1->BRR = (DIV_Mantissa<<4)+DIV_Fraction;        //也即：USART1->BRR = 0x1D4C;               

  40.         USART1->CR1 |= (1<<3);                        //发送使能
  41.         USART1->DR  = 0x66;                                //注意：DR只有9位有效位（调试时，串口窗口选择Mixed HEX ASCII Mode——混合十六进制和ASCII模式）
  42.         
  43.         return 0;
  44. }
复制代码
调试界面：
1.png

    起初以为是寄存器配置出错，所以把参考手册相关章节又看了一遍，后来发现并没有配置失误，于是又去查看了固件库里的USART配置函数，发现与自己的配置确实无异，就这样来来去去地鼓捣了两天……后来，在某一次调试时，小白将那全速运行按钮点了两次，奇迹出现——数据显示出来了！
    那么问题是出现在这吗——因为刘凯老师视频里用的Keil版本是Ver4，而我的是Ver5，所以不同？而且网上也有很多吐槽Ver5有很多bug。怀着这种心态，刚开始那会小白也相信是这样。但小白的性格有点追求小小的完美，于是对自己刚发现的持半信半疑的态度，打算再看一看参考手册……或许是功夫不负有心人吧（实际是自己总是看视频，动脑太少），最终总算有了一个较满意的发现：将上面代码中的以下两句
  1. USART1->CR1 |= (1<<3);                        //发送使能
  2.         USART1->DR  = 0x66;                                //注意：DR只有9位有效位（调试时，串口窗口选择Mixed HEX ASCII Mode——混合十六进制和ASCII模式）
复制代码
进行如下更改：
  1. USART1->CR1 |= (1<<3);                                                        //发送使能
  2.         while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);                                //置位TE将使得USART在第一个数据帧前发送一空闲帧
  3.         USART1->DR  = 0x66;                                //注意：DR只有9位有效位（调试时，串口窗口选择Mixed HEX ASCII Mode——混合十六进制和ASCII模式）
  4.         while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);
  5.         USART1->CR1 &= ~(1<<3);                        //发送失能
复制代码
   经过以上更改后，再次在MDK-ARM5.17里进行软件仿真时，仅点击一次全速运行即可完成任务。如果是点击单步运行，仅在语句“while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);”处单步一次无法单步到下一条语句（应该是MDK仿真发送完一个数据设定有一定的时间段），此处可以将光标定位在下一条语句后点击调试按钮“Run to Cursor Line”（Ctrl+F10）即可。

更正后的完整代码如下：
  1. #include"stm32f10x.h"

  3. #define RCC_APB2ENR_Addr        (RCC_BASE + 0x18)

  5. #define BitBind(Addr,BitNum)        *((__IO uint32_t *)((Addr&0xF0000000)+ 0x2000000 +\
  6.                                                                 ((Addr&0x000FFFFF)<<5)+ (BitNum<<2)))

  8. #define RCC_APB2ENR(n)        BitBind(RCC_APB2ENR_Addr,n)

  10. /**********************************************************************
  11. * Function Name : MAIN
  12. * Description         : main program
  13. * Input                 : None
  14. * Output                 : None
  15. * Return                 : None
  16. **********************************************************************/
  17. int main(void)
  18. {/***UART寄存器方式编程***/
  19.         uint32_t BAUD=9600;                                //波特率9600bps
  20.         uint16_t DIV_Mantissa=0x00,DIV_Fraction=0x00;        //未经显示初始化的自动变量的值为未定义值（外部变量与静态变量将被初始化为0）
  21.         float USARTDIV=0.0;                                //浮点型（如果单精度能解决，尽量用单精度，双精度算术运算特别费时）
  22.         
  23.         //寄存器配置：USART使能、字长、停止位、波特率、发送使能
  24.         RCC_APB2ENR(14)=1;                                //USART1时钟使能
  25. //        RCC_APB2ENR(2)=1;                                //GPIOA时钟使能（软件仿真不开启无影响）
  26. //        GPIOA->CRH |= (3<<4);                        //软件仿真选择通用推挽输出也有效果（但不建议）
  27.         GPIOA->CRH |= (11<<4);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）【注意：此时实际是复用功能开漏输出模式】，PA10默认浮空输入模式
  28.         GPIOA->CRH &= ~(1<<6);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）
  29.         
  30.         USART1->CR1 |= (1<<13);                        //USART使能
  31.         USART1->CR1 &= ~(1<<12);                //1个起始位、8个数据位
  32.         USART1->CR1 &= ~(1<<10);                //禁止校验
  33.         USART1->CR2 &= ~(7<<11);                //1个停止位、禁止CK引脚（即异步）
  34.         //波特率算法
  35.         USARTDIV = (72000000)/(16.0*BAUD);                                //注：整数除法会截掉右边的小数部分
  36.         DIV_Mantissa = USARTDIV;                                                //取整
  37.         DIV_Fraction = (USARTDIV-DIV_Mantissa)*16+0.5;        //小数部分四舍五入并取整
  38.         USART1->BRR = (DIV_Mantissa<<4)+DIV_Fraction;        //也即：USART1->BRR = 0x1D4C;               

  40.         USART1->CR1 |= (1<<3);                                                        //发送使能
  41.         while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);                                //置位TE将使得USART在第一个数据帧前发送一空闲帧
  42.         USART1->DR  = 0x66;                                //注意：DR只有9位有效位（调试时，串口窗口选择Mixed HEX ASCII Mode——混合十六进制和ASCII模式）
  43.         while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);
  44.         USART1->CR1 &= ~(1<<3);                        //发送失能
  45.         
  46.         return 0;
  47. }
复制代码
   问题的根源也就是置位TE将使得USART在第一个数据帧前发送一空闲帧（参考手册有说明。截图如下），由于版本不同导致MDK仿真发送完一个数据设定的时间段或许有所区别，所以在MDK-ARM5.17上缺少了以上检测语句就达不到刘凯老师视频上的调试效果。
2.png

    同理，该视频刘凯老师给的第二个带有for语句的例子，也必须加上如上检测语句：
  1. #include"stm32f10x.h"

  3. #define RCC_APB2ENR_Addr        (RCC_BASE + 0x18)

  5. #define BitBind(Addr,BitNum)        *((__IO uint32_t *)((Addr&0xF0000000)+ 0x2000000 +\
  6.                                                                 ((Addr&0x000FFFFF)<<5)+ (BitNum<<2)))

  8. #define RCC_APB2ENR(n)        BitBind(RCC_APB2ENR_Addr,n)

  10. /**********************************************************************
  11. * Function Name : MAIN
  12. * Description         : main program
  13. * Input                 : None
  14. * Output                 : None
  15. * Return                 : None
  16. **********************************************************************/
  17. int main(void)
  18. {/***UART寄存器方式编程***/
  19.         uint8_t num=0x00,data=0x00;
  20.         uint32_t BAUD=9600;                                //波特率9600bps
  21.         uint16_t DIV_Mantissa=0x00,DIV_Fraction=0x00;        //未经显示初始化的自动变量的值为未定义值（外部变量与静态变量将被初始化为0）
  22.         float USARTDIV=0.0;                                //浮点型（如果单精度能解决，尽量用单精度，双精度算术运算特别费时）
  23.         
  24.         //寄存器配置：USART使能、字长、停止位、波特率、发送使能
  25.         RCC_APB2ENR(14)=1;                                //USART1时钟使能
  26. //        RCC_APB2ENR(2)=1;                                //GPIOA时钟使能（软件仿真不开启无影响）
  27. //        GPIOA->CRH |= (3<<4);                        //软件仿真选择通用推挽输出也有效果（但不建议）
  28.         GPIOA->CRH |= (11<<4);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）【注意：此时实际是复用功能开漏输出模式】，PA10默认浮空输入模式
  29.         GPIOA->CRH &= ~(1<<6);                        //PA9复用功能推挽输出（最大速度50MHz）
  30.         
  31.         USART1->CR1 |= (1<<13);                        //USART使能
  32.         USART1->CR1 &= ~(1<<12);                //1个起始位、8个数据位
  33.         USART1->CR1 &= ~(1<<10);                //禁止校验
  34.         USART1->CR2 &= ~(7<<11);                //1个停止位、禁止CK引脚（即异步）
  35.         //波特率算法
  36.         USARTDIV = (72000000)/(16.0*BAUD);                                //注：整数除法会截掉右边的小数部分
  37.         DIV_Mantissa = USARTDIV;                                                //取整
  38.         DIV_Fraction = (USARTDIV-DIV_Mantissa)*16+0.5;        //小数部分四舍五入并取整
  39.         USART1->BRR = (DIV_Mantissa<<4)+DIV_Fraction;        //也即：USART1->BRR = 0x1D4C;               

  41.         data = '@';
  42.         USART1->CR1 |= (1<<3);                                                        //发送使能
  43.         while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);                                //置位TE将使得USART在第一个数据帧前发送一空闲帧
  44.         for( ; num < 64 ; num++)                                                //发送64个数据        40H~7FH（ASCII码表）
  45.         {
  46.                 USART1->DR  = data;
  47.                 while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);
  48.                 data++;
  49.         }//跳出for循环时data为0x80
  50.         
  51.         return 0;
  52. }
复制代码
   经过小白测试，如果不加将导致第二个数据“41H”无法发送。
如下图所示：
 3.png



【问题二：使用printf函数】
    用fputc重定向stdio库的printf函数后：文件流→串口USART1。使用printf函数将数据输出，如果没有提前进行代码配置（关于如何配置各论坛上有类似贴），或者将下图的“USE MicroLIB”勾选：
1.PNG
将导致：在Keil上进行软件仿真时，点击全速运行至少要点击三次（或者将光标定位在主函数里的某条语句，点击“Run to Cursor Line”也至少要点击三次）；若是将程序烧进硬件跑，程序短时间未见能工作（未测试时间过久些是否会工作），串口助手收不到输出的数据。

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    问题很简单，但困扰了小白好几天，写下来希望其他初学者遇到相同问题时有所参考。
    32初学之路，还请各位大神大大多多指教。

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赞 收藏 3 评论7 发布时间：2017-2-14 16:34

举报

7个回答
zoomdy 回答时间：2017-2-14 16:54:41
100块买块开发板，谁知道模拟器有什么幺蛾子在里头。
赞 评论
吐息间丶时光中 回答时间：2017-2-14 21:27:52
这个只是软件仿真，不涉及硬件哈。
赞 评论
吐息间丶时光中 回答时间：2017-2-15 18:54:25
今天尝试用固件库函数编程，最终结果仍证明：在MDK-ARM5.17上，必须要在使能TE位后，加上如下语句
  1. while(!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC));
  2. 等价于寄存器方式编程中的：
  3. while((USART1->SR & 0x40) != 0x40);
复制代码


后面的发送才正常。
赞 评论
队长shiwo 回答时间：2017-2-16 08:48:26
谢谢分享 学习
赞 评论
吐息间丶时光中 回答时间：2017-2-17 11:44:22
队长shiwo 发表于 2017-2-16 08:48
谢谢分享 学习

初学过程，还请多赐教
赞 评论
j923187522 回答时间：2019-1-21 08:33:19
现在应该很厉害了吧 最近在弄lora通信 有没有弄过？想找人交流一下 其实就是串口通信
赞 评论
j923187522 回答时间：2019-1-21 08:38:52
对了 你这种软件仿真是怎么仿真USART的？我仿真不了的？
赞 评论

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