STM32串口發(fā)送數據和接收數據方式總結

串口發(fā)送數據

1、串口發(fā)送數據最直接的方式就是標準調用庫函數 。

void USART_SendData（USART_TypeDef* USARTx， uint16_t Data）;

第一個參數是發(fā)送的串口號，第二個參數是要發(fā)送的數據，但是用過的朋友應該覺得不好用，一次只能發(fā)送單個字符，所以我們有必要根據這個函數加以擴展：

void Send_data（u8 *s）

{

while（*s！=‘/0’）

{

while（USART_GetFlagStatus（USART1，USART_FLAG_TC ）==RESET）;

USART_SendData（USART1，*s）;

s++;

}

}

以上程序的形參就是我們調用該函數時要發(fā)送的字符串，這里通過循環(huán)調用USART_SendData來一 一發(fā)送我們的字符串。

while（USART_GetFlagStatus（USART1，USART_FLAG_TC ）==RESET）;

這句話有必要加，它是用于檢查串口是否發(fā)送完成的標志，如果不加這句話會發(fā)生數據丟失的情況。這個函數只能用于串口1發(fā)送。有些時候根據需要，要用到多個串口發(fā)送，那么就還需要改進這個程序。如下：

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(xiàn)任意的串口發(fā)送。但有一點，我在使用實時操作系統(tǒng)的時候（如UCOS，Freertos等），需考慮函數重入的問題。

當然也可以簡單的實現(xiàn)把該函數復制一下，然后修改串口號也可以避免該問題。然而這個函數不能像printf那樣傳遞多個參數，所以還可以再改進，最終程序如下：

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 ） // 判斷是否到達字符串結束符

{

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’： //字符串

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 ）;

}

}

該函數就可以像printf使用可變參數，方便很多。通過觀察函數但這個函數只支持了%d，%s的參數，想要支持更多，可以仿照printf的函數寫法加以補充。

2、 直接使用printf函數。

很多朋友都知道STM32直接使用printf不行的。需要加上以下的重映射函數：

如果不想添加以上代碼，也可以勾選以下的Use MicroLI選項來支持printf函數使用：

串口接收數據

串口接收最后應有一定的協(xié)議，如發(fā)送一幀數據應該有頭標志或尾標志，也可兩個標志都有。

這樣在處理數據時既能能保證數據的正確接收，也有利于接收完后我們處理數據。串口的配置在這里就不再贅述，這里以串口2接收中斷服務程序函數且接收的數據包含頭尾標識為例。

#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）; //清除中斷標志

Uart2_Buffer［Uart2_Rx］ = USART_ReceiveData（USART2）; //接收串口1數據到buff緩沖區(qū)

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（或者等于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）; //這里我做打印數據處理

Uart2_Rx=0;

}

else

{

Uart2_Rx=0; //不是我們需要的數據或者達到最大接收數則開始重新接收

}

}

}

}

數據的頭標識為“/n”既換行符，尾標識為“+”。該函數將串口接收的數據存放在USART_Buffer數組中，然后先判斷當前字符是不是尾標識，如果是，說明接收完畢，然后再來判斷頭標識是不是“+”號，如果還是，那么就是我們想要的數據，接下來就可以進行相應數據的處理了。但如果不是，那么就讓Usart2_Rx=0重新接收數據。

這樣做有以下好處：

可以接收不定長度的數據，最大接收長度可以通過Max_BUFF_Len來更改

可以接收指定的數據

防止接收的數據使數組越界

這里得把接收正確數據直接打印出來，也可以通過設置標識位，然后在主函數里面輪詢再操作。

以上的接收形式是中斷一次就接收一個字符，這在UCOS等實時內核系統(tǒng)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數據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形式配合串口的IDLE（空閑中斷）來接收數據將會大大的提高CPU的利用率，減少系統(tǒng)資源的消耗。首先還是先看代碼。

#define DMA_USART1_RECEIVE_LEN 18

void USART1_IRQHandler（void）

{

u32 temp = 0;

uint16_t i = 0;

if（USART_GetITStatus（USART1， USART_IT_IDLE） ！= RESET）

{

USART1-》SR;

USART1-》DR; //這里我們通過先讀SR（狀態(tài)寄存器）和DR（數據寄存器）來清USART_IT_IDLE標志

DMA_Cmd（DMA1_Channel5，DISABLE）;

temp = DMA_USART1_RECEIVE_LEN - DMA_GetCurrDataCounter（DMA1_Channel5）; //接收的字符串長度=設置的接收長度-剩余DMA緩存大小

for （i = 0;i 《 temp;i++）

{

Uart2_Buffer［i］ = USART1_RECEIVE_DMABuffer［i］;

}

//設置傳輸數據長度

DMA_SetCurrDataCounter（DMA1_Channel5，DMA_USART1_RECEIVE_LEN）;

//打開DMA

DMA_Cmd（DMA1_Channel5，ENABLE）;

}

}

之前的串口中斷是一個一個字符的接收，現(xiàn)在改為串口空閑中斷，就是一幀數據過來才中斷進入一次。而且接收的數據時候是DMA來搬運到我們指定的緩沖區(qū)（也就是程序中的USART1_RECEIVE_DMABuffer數組），是不占用CPU時間資源的。

最后在講下DMA的發(fā)送：

#define DMA_USART1_SEND_LEN 64

void DMA_SEND_EN（void）

{

DMA_Cmd（DMA1_Channel4， DISABLE）;

DMA_SetCurrDataCounter（DMA1_Channel4，DMA_USART1_SEND_LEN）;

DMA_Cmd（DMA1_Channel4， ENABLE）;

}

這里需要注意下DMA_Cmd（DMA1_Channel4，DISABLE）函數需要在設置傳輸大小之前調用一下，否則不會重新啟動DMA發(fā)送。

有了以上的接收方式，對一般的串口數據處理是沒有問題的了。下面再講一下，在ucosiii中我使用信號量+消息隊列+儲存管理的形式來處理我們的串口數據。先來說一下這種方式對比其他方式的一些優(yōu)缺點。

一般對串口的處理形式是“生產者”和“消費者”的模式，即本次接收的數據要馬上處理，否則當數據大量涌進的時候，就來不及“消費”掉生產者（串口接收中斷）的數據，那么就會丟失本次的數據處理。所以使用隊列就能夠很方便的解決這個問題。

在下面的程序中，對數據的處理是先接收，在處理，如果在處理的過程中，有串口中斷接收數據，那么就把它依次放在隊列中，隊列的特征是先進先出，在串口中就是先處理先接收的數據，所以根據生產和消費的速度，定義不同大小的消息隊列緩沖區(qū)就可以了。缺點就是太占用系統(tǒng)資源，一般51單片機是沒可能了。下面是從我做的項目中截取過來的程序：

OS_MSG_SIZE Usart1_Rx_cnt; //字節(jié)大小計數值

unsigned char Usart1_data; //每次中斷接收的數據

unsigned char* Usart1_Rx_Ptr; //儲存管理分配內存的首地址的指針

unsigned char* Usart1_Rx_Ptr1; //儲存首地址的指針

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）; //清除中斷標志

Usart1_data = USART_ReceiveData（USART1）; //接收串口1數據到buff緩沖區(qū)

if（Usart1_data ==‘+’） //接收到數據頭標識

{

// OSSemPend（（OS_SEM* ）&SEM_IAR_UART， //這里請求信號量是為了保證分配的存儲區(qū)，但一般來說不允許

// （OS_TICK ）0， //在終端服務函數中調用信號量請求但因為

// （OS_OPT ）OS_OPT_PEND_NON_BLOCKING，//我OPT參數設置為非阻塞，所以可以這么寫

// （CPU_TS* ）0，

// （OS_ERR* ）&err）;

// if（err==OS_ERR_PEND_WOULD_BLOCK） //檢測到當前信號量不可用

// {

// printf（“error”）;

// }

Usart1_Rx_Ptr=（unsigned char*） OSMemGet（（OS_MEM*）&UART1_MemPool，&err）;//分配存儲區(qū)

Usart1_Rx_Ptr1=Usart1_Rx_Ptr; //儲存存儲區(qū)的首地址

}

if（Usart1_data == 0x0a ） //接收到尾標志

{

*Usart1_Rx_Ptr++=Usart1_data;

Usart1_Rx_cnt++; //字節(jié)大小增加

OSTaskQPost（（OS_TCB * ）&Task1_TaskTCB，

（void * ）Usart1_Rx_Ptr1， //發(fā)送存儲區(qū)首地址到消息隊列

（OS_MSG_SIZE ）Usart1_Rx_cnt，

（OS_OPT ）OS_OPT_POST_FIFO， //先進先出，也可設置為后進先出，再有地方很有用

（OS_ERR * ）&err）;

Usart1_Rx_Ptr=NULL; //將指針指向為空，防止修改

Usart1_Rx_cnt=0; //字節(jié)大小計數清零

}

else

{

*Usart1_Rx_Ptr=Usart1_data; //儲存接收到的數據

Usart1_Rx_Ptr++;

Usart1_Rx_cnt++;

}

}

OSIntExit（）;

}

上面被注釋掉的代碼為了防止當分區(qū)中沒有空閑的存儲塊時加入信號量，打印出報警信息。當然我們也可以將存儲塊直接設置大一點，但是還是無法避免當沒有可用存儲塊時會程序會崩潰現(xiàn)象的發(fā)生。希望懂的朋友能告知下~。

下面是串口數據處理任務，這里刪去了其他代碼，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， //請求消息隊列，獲得儲存區(qū)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）; //打印數據

delay_ms（100）;

OSMemPut（（OS_MEM* ）&UART1_MemPool， //釋放儲存區(qū)

（void* ）p，

（OS_ERR* ）&err）;

OSSemPost（（OS_SEM* ）&SEM_IAR_UART， //釋放信號量

（OS_OPT ）OS_OPT_POST_NO_SCHED，

（OS_ERR* ）&err）;

OSTimeDlyHMSM（0，0，1，500，OS_OPT_TIME_PERIODIC，&err）;

}

審核編輯：何安