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標(biāo)題: STM32 USART串口的應(yīng)用教程 [打印本頁(yè)]

作者: 望風(fēng) 時(shí)間: 2018-11-27 17:05
標(biāo)題: STM32 USART串口的應(yīng)用教程

一、串口使用：

原則：盡量中斷中不要有延時(shí)(比如自定義delay 和自定義printf串口打印，明顯找事啊這么慢能不發(fā)生溢出error嘛)，接收和發(fā)送盡量分開(kāi)處理
1.串口發(fā)送數(shù)據(jù)丟失：
1）通常是因?yàn)榘l(fā)送之前未檢測(cè)TC狀態(tài)位之前是否處于發(fā)送完成標(biāo)志導(dǎo)致，關(guān)于STM32之·的測(cè)試程序來(lái)講會(huì)導(dǎo)致第一個(gè)字符丟失，之后都完全正常。
因此發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)的邏輯必須按照先檢測(cè)TC再發(fā)送字符的順序進(jìn)行.即：
void Usart1_Send_Data(u8 *buf,u32 len)
{
u32 i;
for(i = 0;i
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET) ; //
USART_SendData( USART1,*(buf+i));
}
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET) ; //提升代碼健壯性
}
//綠色部分提高了代碼的健壯性，雖說(shuō)可有可無(wú)，但是避免其他部分代碼出現(xiàn)類(lèi)似不檢測(cè)發(fā)送的問(wèn)題。
2）監(jiān)測(cè)發(fā)送狀態(tài)位用TC而盡量不要使用TXE，畢竟前者是監(jiān)測(cè)的是否數(shù)據(jù)發(fā)送完而后者只是監(jiān)測(cè)緩存區(qū)是否移位到移位寄存器而已。（在485這種半雙工的模式下就有差別，后者會(huì)導(dǎo)致自己發(fā)送后自己又接收到數(shù)據(jù)）

2.接收數(shù)據(jù)丟失：
何時(shí)串口需要使用流控（即串口硬件流控制）：硬件流控制是用在單片機(jī)與另一臺(tái)設(shè)備串口通信時(shí)，單片機(jī)處理速度相對(duì)比如PC機(jī)慢，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)處理速度低于pc機(jī)發(fā)送速度，這樣會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，這樣就需要加入硬件流控了。流控制能解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)接收端數(shù)據(jù)處理不過(guò)來(lái)時(shí)，就發(fā)出“不再接收”的信號(hào)，發(fā)送端就停止發(fā)送，直到收到“可以繼續(xù)發(fā)送”的信號(hào)再發(fā)送數(shù)據(jù)。因此流控制可以控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)程，防止數(shù)據(jù)的丟失。我們通常在串口助手這種速率情況下單片機(jī)處理速度是完全ok的，不需流控。只是應(yīng)用在兩者處理速度確實(shí)差異較大情況下;另外接收數(shù)據(jù)丟失就是自己在中斷中添加了延遲操作比如delay 或者printf這種超消耗時(shí)間并伴隨著數(shù)據(jù)溢出error出現(xiàn)這種低級(jí)錯(cuò)誤！！

3.關(guān)于串口數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送處理的幾種模式：（以只以接收中斷為例）
1）（一般用于測(cè)試）接收一個(gè)字符就發(fā)送一個(gè)字符：
這種模式多用在串口測(cè)試收發(fā)的數(shù)據(jù)，即用在測(cè)試中較多，可以在串口接收中斷將收到的數(shù)據(jù)直接發(fā)送即可：邏輯即以下代碼：（像這種中斷中接收中斷中發(fā)送的模式通常只在我們測(cè)試環(huán)境中使用，而實(shí)際通信中接收和發(fā)送一般都是分開(kāi)的，接收我們?cè)O(shè)立專(zhuān)門(mén)的緩存區(qū)，
void USART1_IRQHandler(void)
{
u8 res=0;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
res =USART_ReceiveData(USART1);
while (USART_GetFlagStatus(UART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
USART_SendData(UART1, res);
}
}
2）（用于實(shí)際應(yīng)用）建立接收緩存區(qū)，串口驅(qū)動(dòng)層存取數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存大小的簡(jiǎn)單、幀是否結(jié)束判斷，而受到數(shù)據(jù)根據(jù)具體協(xié)議由協(xié)議層對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；接收與發(fā)送是不同的進(jìn)程，通過(guò)一個(gè)自定義狀態(tài)寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
void USART1_IRQHandler(void)
{
u8 res,num;
if( USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)  ==SET)
{
res = USART_ReceiveData(USART1);
num = Usart1_Rx_Sta&0x03ff;  //接收數(shù)據(jù)序號(hào)
//可接收數(shù)據(jù)幀
if( !(Usart1_Rx_Sta>>15) )
{
Usart1_Buf[num] =res;
Usart1_Rx_Sta++;
Fream_Record(res); //調(diào)用協(xié)議層處理
if( ( Usart1_Rx_Sta&0x03ff) >=USART1_BUF_SIZE  ) //越界
Data_Reset();
if( (Usart1_Rx_Sta>>12&0x07) == FRAME_HEAD )
Usart1_Rx_Sta|=0x01<<15; //接受完一幀
}
}
}
總結(jié)來(lái)說(shuō)上面即兩種方式
法1  UART 的發(fā)送寄存器空的位測(cè)試
命令
法2 完整的接收到來(lái)自發(fā)送設(shè)備的數(shù)
據(jù), 來(lái)確認(rèn)發(fā)送數(shù)據(jù)完成, 以便及時(shí)地關(guān)閉
發(fā)送（即接收到完整幀）
畢竟軟件是活的，方法思路不是死的，下面這兩種思路用于測(cè)試也不錯(cuò)的：
1.通過(guò)串口接收中斷一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)接收數(shù)據(jù)，同時(shí)用定時(shí)器來(lái)計(jì)算接收到數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，如果超過(guò)一定時(shí)間沒(méi)有接收到數(shù)據(jù)則判斷為一幀數(shù)據(jù)接受完，然后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析
2，通過(guò)DMA接收，加串口空閑中斷方式，只在接收完一幀數(shù)據(jù)后才會(huì)產(chǎn)生中斷，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。

二、關(guān)于串口助手：（由于我們串口一般按字節(jié)接收）
注意：有的串口助手比如正點(diǎn)原子提供的ATKXCOM串口助手本身其實(shí)就是有很大問(wèn)題的。
串口助手發(fā)送有兩種模式，普通字符串和十六進(jìn)制形式。
若發(fā)送選字符串形式，那么發(fā)送的每個(gè)都是字符而不是"十進(jìn)制數(shù)"，比如空格也是字符，并不是沒(méi)有發(fā)數(shù)據(jù)！！
   而選擇十六進(jìn)制數(shù)形式，則意味著每?jī)蓚€(gè)十六進(jìn)制數(shù)構(gòu)成一個(gè)字節(jié)發(fā)送（由于我們串口正常都是按照8bit即單字節(jié)接收）。既然是十六進(jìn)制，那么你發(fā)送的數(shù)值形式至少滿(mǎn)足是0-f之間啊。像sscom這種串口助手上如果非正常輸入就會(huì)有警告提示，這是相對(duì)好的一點(diǎn)。

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而我們說(shuō)像ATKXCOM這種串口助手的更大的問(wèn)題是如果非十六進(jìn)制下是否做了處理，像sscom在十六進(jìn)制下空格是忽視的，也就是無(wú)效，這是很容易接受的，畢竟不是十六進(jìn)制，并且十六進(jìn)制下發(fā)送新行按鈕即回車(chē)和換行這種非十六進(jìn)制是屏蔽的，也是無(wú)效，這是應(yīng)該的。而ATKXCOM1.4版本本身竟然在十六進(jìn)制下將空格和新行也發(fā)了出去，這本身就是錯(cuò)誤的，而2.0版本依然沒(méi)有改新行這個(gè)功能在十六進(jìn)制下屏蔽這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)最簡(jiǎn)單的方法就是可查看助手下面發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)即可看出，所以ATKXCOM串口助手這種帶問(wèn)題的串口不要使用...
總結(jié)串口助手：
1：勾選發(fā)送換行只有在是字符串格式下才有效，空格有效；十六進(jìn)制模式只能發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)，空格無(wú)效，新行無(wú)效。
2：下面記錄的發(fā)送數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)可記錄我們實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)

三、串口使用不要時(shí)不要添加多余操作：
1）比如在初始化串口中無(wú)故添加 USART_ClearFlag(USART3,USART_FLAG_TC)某個(gè)串口狀態(tài)，如果程序中有重新初始化串口也就是重復(fù)無(wú)條件執(zhí)行USART_ClearFlag(USART3,USART_FLAG_TC)會(huì)導(dǎo)致某串口掛掉或者整個(gè)板子掛掉
2）爭(zhēng)強(qiáng)代碼健壯性可在串口初始化開(kāi)始先進(jìn)行串口復(fù)位操作

四、串口部分寄存器位說(shuō)明
SR狀態(tài)寄存器先讀狀態(tài)再讀數(shù)據(jù)（調(diào)用對(duì)應(yīng)接口）實(shí)現(xiàn)的是清除SR狀態(tài)位，但并不會(huì)使接收緩存器(DR）內(nèi)數(shù)據(jù)丟失，仍是當(dāng)前數(shù)據(jù)
五、關(guān)于STM32帶奇偶校驗(yàn)接收發(fā)送的串口配置問(wèn)題
STM32如果串口含有就校驗(yàn)?zāi)敲?2自身的串口的數(shù)據(jù)位應(yīng)配置為9位模式，其最高位硬件給為校驗(yàn)位（實(shí)際數(shù)據(jù)位仍是8位），而如果我們配置數(shù)據(jù)位為8位，則最高位會(huì)配置為奇偶校驗(yàn)位，那么實(shí)際數(shù)據(jù)位只有7位，這時(shí)與串口通信的PC為7位數(shù)據(jù)位才數(shù)據(jù)可能正確。具體參見(jiàn)STM32手冊(cè)p519下圖[size=0.83em]

換句話(huà)說(shuō)就是STM32的“數(shù)據(jù)位”長(zhǎng)度不同于我們實(shí)際串口專(zhuān)指的“數(shù)據(jù)部分”的長(zhǎng)度。當(dāng)無(wú)奇偶校驗(yàn)時(shí)，則32的數(shù)據(jù)位就是實(shí)際的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度，與串口助手上數(shù)據(jù)位一樣；而當(dāng)有就校驗(yàn)時(shí)，由奇偶校驗(yàn)位會(huì)占用32所謂“數(shù)據(jù)位”最高位，因此當(dāng)32串口配置9位時(shí)實(shí)際數(shù)據(jù)位為8位，配置為8位時(shí)實(shí)際數(shù)據(jù)位為7位。
即：如果PC端設(shè)置為：數(shù)據(jù)位=8，停止位=1，奇偶檢驗(yàn)=偶/奇
則STM32的設(shè)置為：數(shù)據(jù)位=9，停止位=1，奇偶檢驗(yàn)=偶/奇
請(qǐng)記住，在STM32上，奇偶檢驗(yàn)位要計(jì)算在數(shù)據(jù)位中。
2.串口助手有的不支持奇偶校驗(yàn)功能，比如丁丁（sscomm）的3.3版本不支持，而4.2版本則支持這個(gè)功能，而正點(diǎn)原子串口助手本身bug太多就不推薦使用了
四、網(wǎng)絡(luò)助手無(wú)非基于本地ip的一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程，因此其處于本地ip的應(yīng)用層，這點(diǎn)要注意。也就意味著應(yīng)用層以下的協(xié)議你是不能用網(wǎng)絡(luò)助手作為一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信使用的

作者: 隨風(fēng)飄遠(yuǎn) 時(shí)間: 2018-11-28 09:42
單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用時(shí)串口使用是比較多的，很好的分享資料。

作者: zjczm 時(shí)間: 2018-11-28 10:56
學(xué)習(xí)一下了

。

歡迎光臨 (http://www.zg4o1577.cn/bbs/)

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