STM32串列埠傳送資料和接收資料方式總結
之前寫了篇關於ESP8266使用AT指令進行互相通訊的實驗，在寫STM32串列埠接發資料的程式中，覺得有必要將之前學的有關於串列埠方面的使用經歷加以總結。
串列埠傳送資料：
1. 串列埠傳送資料最直接的方式就是標準呼叫庫函式 。 void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
第一個引數是傳送的串列埠號，第二個引數是要傳送的資料了。但是用過的朋友應該覺得不好用，一次只能傳送單個字元，所以我們有必要根據這個函式加以擴充套件。
void Send_data(u8 *s) { while(*s!='\0') { while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC )==RESET); USART_SendData(USART1,*s); s++; } }
以上程式的形參就是我們呼叫該函式時要傳送的字串，這裡通過迴圈呼叫USART_SendData來一 一發送我們的字串。
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC )==RESET);<span style="color:#333333"> 這句話有必要加，他是用於檢查串列埠是否傳送完成的標誌，如果不加這句話會發生資料丟失的情況。
這個函式只能用於串列埠1傳送。有些時候根據需要，要用到多個串列埠傳送那麼就還需要改進這個程式。如下：</span>void Send_data(USART_TypeDef * USARTx,u8 *s) { while(*s!='\0') { while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC )==RESET); USART_SendData(USARTx,*s); s++; } }
這樣就可實現任意的串列埠傳送。但有一點，我在使用實時作業系統的時候（如UCOS,Freertos等），需考慮函式重入的問題。當然也可以簡單的實現把該函式複製一下，然後修改串列埠號也可以避免該問題。然而這個函式不能像printf那樣傳遞多個引數，所以還可以在改進，最終程式如下
void USART_printf ( USART_TypeDef * USARTx, char * Data, ... ) { const char *s; int d; char buf[16]; va_list ap; va_start(ap, Data); while ( * Data != 0 ) // 判斷是否到達字串結束符 { if ( * Data == 0x5c ) //'\' { switch ( *++Data ) { case 'r': //回車符 USART_SendData(USARTx, 0x0d); Data ++; break; case 'n': //換行符 USART_SendData(USARTx, 0x0a); Data ++; break; default: Data ++; break; } } else if ( * Data == '%') { // switch ( *++Data ) { case 's': //字串 s = va_arg(ap, const char *); for ( ; *s; s++) { USART_SendData(USARTx,*s); while( USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET ); } Data++; break; case 'd': //十進位制 d = va_arg(ap, int); itoa(d, buf, 10); for (s = buf; *s; s++) { USART_SendData(USARTx,*s); while( USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET ); } Data++; break; default: Data++; break; } } else USART_SendData(USARTx, *Data++); while ( USART_GetFlagStatus ( USARTx, USART_FLAG_TXE ) == RESET ); } }
該函式就可以像printf使用可變引數，方便很多。通過觀察函式但這個函式只支援了%d,%s的引數，想要支援更多，可以仿照printf的函式寫法加以補充。
2. 直接使用printf函式。 很多朋友都知道想要STM32要直接使用printf不行的。需要加上以下的說明
最後記得還要修改一下選中Code Generation——選中Use MicroLI
串列埠接收資料：
串列埠接收最後應有一定的協議，如傳送一幀資料應該有頭標誌或尾標誌，也可兩個標誌都有。這樣在處理資料時既能能保證資料的正確接收，也有利於接收完後我們處理資料。串列埠的配置在這裡就不在贅述，這裡我以串列埠2接收中斷服務程式函式且接收的資料包含頭尾標識為例，先來看我經常使用的接收程式格式。
#define Max_BUFF_Len 18
unsigned char Uart2_Buffer[Max_BUFF_Len];
unsigned int Uart2_Rx=0;void USART2_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE) != RESET) //中斷產生
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中斷標誌
Uart2_Buffer[Uart2_Rx] = USART_ReceiveData(USART2); //接收串列埠1資料到buff緩衝區
Uart2_Rx++;
if(Uart2_Buffer[Uart2_Rx-1] == 0x0a || Uart2_Rx == Max_BUFF_Len) //如果接收到尾標識是換行符（或者等於最大接受數就清空重新接收）
{
if(Uart2_Buffer[0] == '+') //檢測到頭標識是我們需要的
{
printf("%s\r\n",Uart2_Buffer); //這裡我做列印資料處理
Uart2_Rx=0;
}
else
{
Uart2_Rx=0; //不是我們需要的資料或者達到最大接收數則開始重新接收
}
}
}
}
資料的頭標識為“\n”既換行符，尾標識為“+”。該函式將串列埠接收的資料存放在USART_Buffer陣列中，然後先判斷當前字元是不是尾標識，如果是說明接收完畢，然後再來判斷頭標識是不是“+”號，如果還是那麼就是我們想要的資料，接下來就可以進行相應資料的處理了。但如果不是那麼就讓Usart2_Rx=0重新接收資料。這樣做的有以下好處：
1.可以接受不定長度的資料，最大接收長度可以通過Max_BUFF_Len來更改
2.可以接受指定的資料
3.防止接收的資料使陣列越界
這裡我的把接受正確資料直接打印出來，也可以通過設定標識位，然後在主函式裡面輪詢再操作。
以上的接收形式，是中斷一次就接收一個字元，這在UCOS等實時核心系統中頻繁的中斷，非常消耗CPU資源，在有些時候我們需要接收大量資料時且波特率很高的情況下，長時間中斷會帶來一些額外的問題。所以以DMA形式配合串列埠的IDLE（空閒中斷）來接受資料將會大大的提高CPU的利用率，減少系統資源的消耗。首先還是先看程式碼。
#define DMA_USART1_RECEIVE_LEN 18void USART1_IRQHandler(void)
{
u32 temp = 0;
uint16_t i = 0;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
{
USART1->SR;
USART1->DR; //這裡我們通過先讀SR（狀態暫存器）和DR（資料暫存器）來清USART_IT_IDLE標誌
DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);
temp = DMA_USART1_RECEIVE_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); //接收的字串長度=設定的接收長度-剩餘DMA快取大小
for (i = 0;i < temp;i++)
{
Uart2_Buffer[i] = USART1_RECEIVE_DMABuffer[i];
}
//設定傳輸資料長度
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5,DMA_USART1_RECEIVE_LEN);
//開啟DMA
DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);
}
} 之前的串列埠中斷是一個一個字元的接收，現在改為串列埠空閒中斷，就是一幀資料過來才中斷進入一次。而且接收的資料時候是DMA來搬運到我們指定的緩衝區（程式中是USART1_RECEIVE_DMABuffer陣列），是不佔用CPU時間的。具體什麼是IDLE中斷和DMA需要朋友們先行了解。
參考連結:
最後在講下DMA的傳送
#define DMA_USART1_SEND_LEN 64void DMA_SEND_EN(void)
{
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4,DMA_USART1_SEND_LEN);
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
}這裡需要注意下DMA_Cmd(DMA1_Channel4,DISABLE)函式需要在設定傳輸大小之前呼叫一下，否則不會重新啟動DMA傳送。
有了以上的接收方式，對一般的串列埠資料處理是沒有問題的了。下面再講一下，在ucosiii中我使用訊號量+訊息佇列+儲存管理的形式來處理我們的串列埠資料。先來說一下這種方式對比其他方式的一些優缺點。一般對串列埠的處理形式是"生產者"和"消費者"的模式,即本次接收的資料要馬上處理，否則當資料大量湧進的時候，就來不及"消費"掉生產者（串列埠接收中斷）的資料，那麼就會丟失本次的資料處理。所以使用佇列就能夠很方便的解決這個問題。
在下面的程式中，對資料的處理是先接受，在處理，如果在處理的過程中，有串列埠中斷接受資料，那麼就把它依次放在佇列中，佇列的特徵是先進先出，在串列埠中就是先處理先接受的資料，所以根據生產和消費的速度，定義不同大小的訊息佇列緩衝區就可以了。缺點就是太佔用系統資源，一般51微控制器是沒可能了。下面是從我做的專案中擷取過來的程式
OS_MSG_SIZE Usart1_Rx_cnt; //位元組大小計數值
unsigned char Usart1_data; //每次中斷接收的資料
unsigned char* Usart1_Rx_Ptr; //儲存管理分配記憶體的首地址的指標
unsigned char* Usart1_Rx_Ptr1; //儲存首地址的指標void USART1_IRQHandler()
{
OS_ERR err;
OSIntEnter();
if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) != RESET) //中斷產生
{
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE); //清除中斷標誌
Usart1_data = USART_ReceiveData(USART1); //接收串列埠1資料到buff緩衝區
if(Usart1_data =='+') //接收到資料頭標識
{
// OSSemPend((OS_SEM* )&SEM_IAR_UART, //這裡請求訊號量是為了保證分配的儲存區，但一般來說不允許
// (OS_TICK )0, //在終端服務函式中呼叫訊號量請求但因為
// (OS_OPT )OS_OPT_PEND_NON_BLOCKING,//我OPT引數設定為非阻塞，所以可以這麼寫
// (CPU_TS* )0,
// (OS_ERR* )&err);
// if(err==OS_ERR_PEND_WOULD_BLOCK) //檢測到當前訊號量不可用
// {
// printf("error");
// }
Usart1_Rx_Ptr=(unsigned char*) OSMemGet((OS_MEM*)&UART1_MemPool,&err);//分配儲存區
Usart1_Rx_Ptr1=Usart1_Rx_Ptr; //儲存儲存區的首地址
}
if(Usart1_data == 0x0a ) //接收到尾標誌
{
*Usart1_Rx_Ptr++=Usart1_data;
Usart1_Rx_cnt++; //位元組大小增加
OSTaskQPost((OS_TCB * )&Task1_TaskTCB,
(void * )Usart1_Rx_Ptr1, //傳送儲存區首地址到訊息佇列
(OS_MSG_SIZE )Usart1_Rx_cnt,
(OS_OPT )OS_OPT_POST_FIFO, //先進先出，也可設定為後進先出，再有地方很有用
(OS_ERR * )&err);
Usart1_Rx_Ptr=NULL; //將指標指向為空，防止修改
Usart1_Rx_cnt=0; //位元組大小計數清零
}
else
{
*Usart1_Rx_Ptr=Usart1_data; //儲存接收到的資料
Usart1_Rx_Ptr++;
Usart1_Rx_cnt++;
}
}
OSIntExit();
}上面被註釋掉的程式碼為我是為了防止當分割槽中沒有空閒的儲存塊時加入訊號量，打印出報警資訊。當然我們也可以將儲存塊直接設定大一點，但是還是無法避免當沒有可有儲存塊時會程式會崩潰現象。希望懂的朋友能告知下~。
下面是串列埠資料處理任務，這裡刪去了其他程式碼，只把他打印出來了而已。
void task1_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
OS_MSG_SIZE Usart1_Data_size;
u8 *p;
while(1)
{
p=(u8*)OSTaskQPend((OS_TICK )0, //請求訊息佇列，獲得儲存區首地址
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,
(OS_MSG_SIZE* )&Usart1_Data_size,
(CPU_TS* )0,
(OS_ERR* )&err);
printf("%s\r\n",p); //列印資料
delay_ms(100);
OSMemPut((OS_MEM* )&UART1_MemPool, //釋放儲存區
(void* )p,
(OS_ERR* )&err);
OSSemPost((OS_SEM* )&SEM_IAR_UART, //釋放訊號量
(OS_OPT )OS_OPT_POST_NO_SCHED,
(OS_ERR* )&err);
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,500,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err);
}
}