STM32 UART串口通訊編程方法
阿新 • • 發佈：2018-05-04
STM32 串口編程 uart 在對通訊時間要求比較高的時候，就需要自己對UART的通訊底層直接進行操作。我以STM32單片機為例，講一下比較快速的UART編程方法。——其實不止是STM32這麽處理，我以前使用過51的單片機，TI的MSP單片機，三菱的16位單片機，都可以采用這種方法。
3. 自己增加的初始化，初始化變量，並打開接收中斷。
基本的處理思路如下：
1. UART接收的處理方法
打開UART的接收中斷，每收到一個字節就放到接收緩沖區，同時更新接收指針。當連續100ms沒有收到接收字符，則認為本次幀接收完畢，置位幀接收完成標誌，由主程序進行處理。
2. UART發送的處理方法
將需要發送的數據放到發送緩沖區，設置發送長度。然後發送第一個字節，並打開發送中斷。在發送中斷中判斷是否已經發送了指定長度的數據。如果沒有發送完成，則繼續發送；發送完成，則關閉發送中斷。
以上方法，說起來比較簡單，主要是容錯的處理，以及細節的考慮。以下我以STM32單片機為例進行說明。
1. 定義需要的變量
uint8_t gcRXDBuffer[50], gcRXDPointer, gcRXDLength; //接收的緩沖區、接收指針、接收的幀長度 uint8_t gcTXDBuffer[50], gcTXDPointer, gcTXDLength; //發送的緩沖區，發送指針，發送的長度 uint8_t gcInRXDMode, gcInTXDMode; //是否處於接收或發送的狀態標誌，在需要切入低功耗模式，或關閉其他功能時需要 |
2. 初始化UART寄存器，以LL庫為例，HAL庫也可以。其實這部分功能使用STM32CUBEMX自己生成就行，不用給自己編寫。
/* USART2 init function */
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{
LL_USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
LL_GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* Peripheral clock enable */
LL_APB1_GRP1_EnableClock(LL_APB1_GRP1_PERIPH_USART2);
/**USART2 GPIO Configuration
PA9 ------> USART2_TX
PA10 ------> USART2_RX
*/
GPIO_InitStruct.Pin = LL_GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStruct.Mode = LL_GPIO_MODE_ALTERNATE;
GPIO_InitStruct.Speed = LL_GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.OutputType = LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
GPIO_InitStruct.Pull = LL_GPIO_PULL_NO;
GPIO_InitStruct.Alternate = LL_GPIO_AF_4;
LL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = LL_GPIO_PIN_10;
GPIO_InitStruct.Mode = LL_GPIO_MODE_ALTERNATE;
GPIO_InitStruct.Speed = LL_GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.OutputType = LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
GPIO_InitStruct.Pull = LL_GPIO_PULL_NO;
GPIO_InitStruct.Alternate = LL_GPIO_AF_4;
LL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* USART2 interrupt Init */
NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 0);
NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);
USART_InitStruct.BaudRate = 9600;
USART_InitStruct.DataWidth = LL_USART_DATAWIDTH_8B;
USART_InitStruct.StopBits = LL_USART_STOPBITS_1;
USART_InitStruct.Parity = LL_USART_PARITY_NONE;
USART_InitStruct.TransferDirection = LL_USART_DIRECTION_TX_RX;
USART_InitStruct.HardwareFlowControl = LL_USART_HWCONTROL_NONE;
USART_InitStruct.OverSampling = LL_USART_OVERSAMPLING_16;
LL_USART_Init(USART2, &USART_InitStruct);
LL_USART_DisableOverrunDetect(USART2);
LL_USART_ConfigAsyncMode(USART2);
LL_USART_Enable(USART2);
} |
/************************************
*不帶流控的USART2函數****************
*/
void uart2Init(void)
{
gcRXDPointer=0;
gcRXDLength=0;
gcTXDPointer=0;
gcTXDLength=0;
gcInRXDMode=0;
gcInTXDMode=0;
LL_USART_EnableIT_RXNE(USART2);
//LL_USART_EnableIT_TXE(USART2);
} |
4. 以上的初始化就完成了，下面看中斷處理函數的編程方法。
/**
* @brief This function handles USART2 global interrupt / USART2 wake-up interrupt through EXTI line 26.
*/
void USART2_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
uint8_t ucTemp;
/* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
/* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
if(LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART2))
{ //如果是接收中斷
gcUartCounter=0; //全局變量，每次收到一個自己就清零，到100ms沒有更新認為接收完成。
ucTemp=LL_USART_ReceiveData8(USART2);
gcRXDBuffer[gcRXDPointer++]=ucTemp; //接收到的數據放入緩沖區
gcInRXDMode=1; //當前在接收模式
}
else if(LL_USART_IsActiveFlag_TXE(USART2))
{ //如果是發送中斷
gcTXDPointer++;
if(gcTXDPointer<gcTXDLength)
{ //還沒有發送完成，繼續發送
LL_USART_TransmitData8(USART2, gcTXDBuffer[gcTXDPointer]);
}
else
{ //發送完成了，復位發送的變量
gcTXDLength=0;
gcTXDPointer=0;
LL_USART_DisableIT_TXE(USART2); //關閉發送中斷
gcInTXDMode=0; //退出發送模式
delayms(1); //有流控時需要延時關閉流控，比如RTS，或者485中斷的發送引腳。
RTS_HIGH();
}
}
/* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
} |
5. 在系統的1ms SysTick中斷中，判斷是否100ms沒有收到數據了。
gcUartCounter++; //這個變量在接收中斷中不斷清零
if(gcUartCounter>=100)
{ //100ms沒有收到數據了，如果有數據，則打包幀
gcUartCounter=100;
gcInRXDMode=0; //退出接收模式
if(gcRXDPointer>=3)
{ //根據協議長度，3是可以改動的。
gcRXDLength=gcRXDPointer; //將長度放入gcRXDLength,由主程序處理 gcRXDPointer=0; }
} |
6. 以上程序中，接收數據部分就完成了。在主程序，或主業務中，判斷gcRXDLength就知道是否有數據需要處理。
7. 在需要發送數據的時候：
/************************************
清空發送緩沖區的函數，需要重新組織發送時調用。*/
void TxdClearBuff(void)
{
gcTXDPointer=0;
gcTXDLength=0;
}/************************************
如果需要多次組織數據，就一次次調用Push函數，將發送數據送入發送緩沖區。*/
void TxdPushToBuff(uint8_t *buffer, unsigned int length)
{
memcpy(gcTXDBuffer+gcTXDLength, buffer, length);
gcTXDLength+=length;
}/************************************
組織完數據後，調用TxdSend,進行發送。*/
void TxdSend(void)
{
LL_USART_TransmitData8(USART2, gcTXDBuffer[0]);
gcTXDPointer=0;
LL_USART_EnableIT_TXE(USART2); //打開發送中斷。
gcInTXDMode=1; //進入發送模式。
} |
以上發送需要使用3個函數，有些復雜。如果你一次就能將數據組織完成，就可以寫簡單點。
在對實時處理要求更嚴格的時候，會在接收中斷中直接處理幀頭的判斷（是否是正確的幀頭，不是則接收指針直接清零），並根據幀長度字節，判斷接收是否完成，然後直接調用通訊處理函數。這樣的處理方法最快速，但封裝不好，不易維護。不是必須的時候，不建議這麽使用。
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