网络知识 娱乐 串口实验——简单数据收发

串口实验——简单数据收发

发布: 2023年2月14日 10:17:50

🐱作者：一只大喵咪1201
🐱专栏：《STM32学习》
🔥格言：你只管努力，剩下的交给时间！
请添加图片描述

串口实验

  • 😾描述
  • 😾接收状态标记
  • 😾函数配置
  • 😾效果展示
  • 😾总结

😾描述

串口作为 MCU 的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段，其重要性不言而喻。现在基本上所有的 MCU 都会带有串口，STM32 自然也不例外。
STM32 的串口资源相当丰富的，功能也相当强劲。本喵使用的STM32F103ZET6 最多可提供 5 路串口，有分数波特率发生器、支持同步单线通信和半双工单线通讯、支持 LIN、支持调制解调器操作、智能卡协议和 IrDA SIR ENDEC 规范、具有 DMA等。

😾接收状态标记

#define USART_REC_LEN  			200  	//定义最大接收字节数 200
#define EN_USART1_RX 			1		//使能（1）/禁止（0）串口1接收
	  	
extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符 
extern u16 USART_RX_STA;         		//接收状态标记

在官方提供的库函数usart.h中定义了最大接收字节数，是200个字节，而且创建了一个数组，该数组大小是200个字节，每接收一个字节的数据就放入到这个数组中。
而且使用到了一个变量USART_RX_STA，这是一个体些接收状态的变量，它的大小是16个比特位，也就是俩个字节大小。
图
这是它每一位代表的意义。

  • 0到13位存放的是接收到的有效数据个数，每接收到一个有效数据，就会加1。
  • 第14位代表是否接受到0X0D数据，也就是回车字符。我们对该串行通信规定，是以回车(0X0D)换行(0X0A)字符结束通信的。如果接受到的数据是0X0D就将该位置为1。
  • 第15位代表是否完成接收。如果在接收到的数据是0X0D（回车字符）之后的一个数据是0X0A（换行字符），说明接收完成了，就将该位置为1。

以上规定是我们在通信之前双方之间约定好的，通信双方投按照这个约定来。

😾函数配置

我们这个实验就仅仅实现简单的数据收发。5个串口中，我们选择串口1(UASRT1)实现这个实验。
在本喵的文章串口寄存器函数配置中曾详细的讲到过如何配置串口，在这里本喵便直接去配置，不再讲述原因。

  1. 使能GPIOA和USART1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟
  1. 配置GPIOA口
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//USART1_TX   GPIOA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9

//USART1_RX	  GPIOA.10初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  1. 配置串口
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

//USART 初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
  1. 配置中断优先级
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器
  1. 开启接收中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  1. 串口使能
USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
  1. 编写中断服务函数
void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
{
	u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 		//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
	OSIntEnter();    
#endif
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
		{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);	//读取接收到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
			{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
				{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
				}
			else //还没收到0X0D
				{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
					{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
					}		 
				}
			}   		 
     } 
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 	//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
	OSIntExit();  											 
#endif
}
  • 在进入到中断函数后创建一个1个字节大小的一个变量Res，用于存放接收到的数据。
  • 需要判断一下是否发生的是接收中断，如过是接收中断则继续执行中断服务程序，如果是别的中断则不执行中断服务程序。
  • 判断一下接收状态标志中的最高位是否为1，如果是1则说明已经完成了数据的接收，就不用再接收了，如果是0则说明没有完成数据接收，需要继续接收。
  • 判断第14位是否为1，是1则说明上一个数据是0X0D也就是回车字符，这时就要接着判断下一个数据是否是0X0A也就是换行字符，如果不是换行字符，说明这个数据接收错了，需要重新接收，如果是换行字符就说明数据接收完成了，需要将最高位置1。
  • 判断第14位是0的时候，说明数据仍然在不停的接收，在接收到一个数据时就要判断一下是否是0X0D也就是回车字符，并且设置相应的标志位。
  • 当上一个数据和这一个数据都不是0X0D的时候，将接收到的数据放在数组中，数组的下标就是0到13位中有效数据的个数。

以上的函数配置过程是不需要我们一行代码一行代码写的，在ST官方提供的库函数usart.c中有这些函数，我们直接使用即可。

  1. 编写主程序

主程序中的代码是需要我们亲自编写的

#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"

int main(void)
{
	u8 len = 0;//存放数据个数
	u8 t = 0;//循环控制变量
	LED_Init();//LED0初始化
	delay_init();//延时初始化
	uart_init(115200);//串口初始化，波特率为115200
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//优先级分组使用第二组
	
	while(1)
	{
		//数据接收完成时发送
		if(USART_RX_STA&0x8000)
		{
			len = USART_RX_STA&0x3fff;//得到数据长度
			printf("rn您发送的数据为：rn");
			//发送所有数据
			for(t = 0; t < len; t ++)
			{
				USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[t]);//发送一个数据
				while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET)
				{
					;//一个数据未发送完便一直等待
				}
			}
			printf("rnrn");
			USART_RX_STA = 0;//数据都发送完后将状态位清0
		}
		//数据接收未完成时等待数据接收
		else
		{
			printf("rn请输入数据，按回车结束：rn");
			while((USART_RX_STA&0x8000)==0)
			{
				LED0 = !LED0;
				delay_ms(500);//led灯闪烁，等待数据输入
			}
		}
	}
	
}

这便是串口实验的所有代码。

😾效果展示

图
在串口调试助手上，输入内容后点发送，接收窗口就会显示输入的内容。
在没有输入时，开发板上的LED灯在不停闪烁，这里就不拍开发板的照片了。

😾总结

该实验主要在于主程序的编写，因为其他初始化函数都是ST官方提供的库函数，我们如果需要使用到的是其他串口或者有其他的要求，只需要对库函数稍作修改即可。

相关文章