串口是如何發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的？

串口發(fā)送數(shù)據(jù)

1、串口發(fā)送數(shù)據(jù)最直接的方式就是標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用庫(kù)函數(shù) 。

voidUSART_SendData(USART_TypeDef*USARTx,uint16_tData);

第一個(gè)參數(shù)是發(fā)送的串口號(hào)，第二個(gè)參數(shù)是要發(fā)送的數(shù)據(jù)了。但是用過(guò)的朋友應(yīng)該覺(jué)得不好用，一次只能發(fā)送單個(gè)字符，所以我們有必要根據(jù)這個(gè)函數(shù)加以擴(kuò)展：

以上程序的形參就是我們調(diào)用該函數(shù)時(shí)要發(fā)送的字符串，這里通過(guò)循環(huán)調(diào)用USART_SendData來(lái)一 一發(fā)送我們的字符串。

這句話有必要加，他是用于檢查串口是否發(fā)送完成的標(biāo)志，如果不加這句話會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況。這個(gè)函數(shù)只能用于串口1發(fā)送。有些時(shí)候根據(jù)需要，要用到多個(gè)串口發(fā)送那么就還需要改進(jìn)這個(gè)程序。如下：

這樣就可實(shí)現(xiàn)任意的串口發(fā)送。但有一點(diǎn)，我在使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的時(shí)候（如UCOS,Freertos等），需考慮函數(shù)重入的問(wèn)題。

當(dāng)然也可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)把該函數(shù)復(fù)制一下，然后修改串口號(hào)也可以避免該問(wèn)題。然而這個(gè)函數(shù)不能像printf那樣傳遞多個(gè)參數(shù)，所以還可以在改進(jìn)，最終程序如下：

該函數(shù)就可以像printf使用可變參數(shù)，方便很多。通過(guò)觀察函數(shù)但這個(gè)函數(shù)只支持了%d,%s的參數(shù)，想要支持更多，可以仿照printf的函數(shù)寫法加以補(bǔ)充。

2、 直接使用printf函數(shù)。

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

如果不想添加以上代碼，也可以勾選以下的Use MicroLI選項(xiàng)來(lái)支持printf函數(shù)使用：

串口接收數(shù)據(jù)

串口接收最后應(yīng)有一定的協(xié)議，如發(fā)送一幀數(shù)據(jù)應(yīng)該有頭標(biāo)志或尾標(biāo)志，也可兩個(gè)標(biāo)志都有。

這樣在處理數(shù)據(jù)時(shí)既能能保證數(shù)據(jù)的正確接收，也有利于接收完后我們處理數(shù)據(jù)。串口的配置在這里就不在贅述，這里我以串口2接收中斷服務(wù)程序函數(shù)且接收的數(shù)據(jù)包含頭尾標(biāo)識(shí)為例。

數(shù)據(jù)的頭標(biāo)識(shí)為“ ”，即換行符，尾標(biāo)識(shí)為“+”。該函數(shù)將串口接收的數(shù)據(jù)存放在USART_Buffer數(shù)組中，然后先判斷當(dāng)前字符是不是尾標(biāo)識(shí)，如果是說(shuō)明接收完畢，然后再來(lái)判斷頭標(biāo)識(shí)是不是“+”號(hào)，如果還是那么就是我們想要的數(shù)據(jù)，接下來(lái)就可以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的處理了。但如果不是那么就讓Usart2_Rx=0重新接收數(shù)據(jù)。

這樣做的有以下好處：

可以接受不定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，最大接收長(zhǎng)度可以通過(guò)Max_BUFF_Len來(lái)更改

可以接受指定的數(shù)據(jù)

防止接收的數(shù)據(jù)使數(shù)組越界

這里我的把接受正確數(shù)據(jù)直接打印出來(lái)，也可以通過(guò)設(shè)置標(biāo)識(shí)位，然后在主函數(shù)里面輪詢?cè)俨僮鳌?/p>

以上的接收形式，是中斷一次就接收一個(gè)字符，這在UCOS等實(shí)時(shí)內(nèi)核系統(tǒng)中頻繁的中斷，非常消耗CPU資源，在有些時(shí)候我們需要接收大量數(shù)據(jù)時(shí)且波特率很高的情況下，長(zhǎng)時(shí)間中斷會(huì)帶來(lái)一些額外的問(wèn)題。

所以以DMA形式配合串口的IDLE（空閑中斷）來(lái)接受數(shù)據(jù)將會(huì)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。

之前的串口中斷是一個(gè)一個(gè)字符的接收，現(xiàn)在改為串口空閑中斷，就是一幀數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)才中斷進(jìn)入一次。而且接收的數(shù)據(jù)時(shí)候是DMA來(lái)搬運(yùn)到我們指定的緩沖區(qū)（也就是程序中的USART1_RECEIVE_DMABuffer數(shù)組），是不占用CPU時(shí)間資源的。

最后在講下DMA的發(fā)送：

這里需要注意下DMA_Cmd(DMA1_Channel4,DISABLE)函數(shù)需要在設(shè)置傳輸大小之前調(diào)用一下，否則不會(huì)重新啟動(dòng)DMA發(fā)送。

有了以上的接收方式，對(duì)一般的串口數(shù)據(jù)處理是沒(méi)有問(wèn)題的了。下面再講一下，在ucosiii中我使用信號(hào)量+消息隊(duì)列+儲(chǔ)存管理的形式來(lái)處理我們的串口數(shù)據(jù)。先來(lái)說(shuō)一下這種方式對(duì)比其他方式的一些優(yōu)缺點(diǎn)。

一般對(duì)串口的處理形式是"生產(chǎn)者"和"消費(fèi)者"的模式,即本次接收的數(shù)據(jù)要馬上處理，否則當(dāng)數(shù)據(jù)大量涌進(jìn)的時(shí)候，就來(lái)不及"消費(fèi)"掉生產(chǎn)者（串口接收中斷）的數(shù)據(jù)，那么就會(huì)丟失本次的數(shù)據(jù)處理。所以使用隊(duì)列就能夠很方便的解決這個(gè)問(wèn)題。

在下面的程序中，對(duì)數(shù)據(jù)的處理是先接受，在處理，如果在處理的過(guò)程中，有串口中斷接受數(shù)據(jù)，那么就把它依次放在隊(duì)列中，隊(duì)列的特征是先進(jìn)先出，在串口中就是先處理先接受的數(shù)據(jù)，所以根據(jù)生產(chǎn)和消費(fèi)的速度，定義不同大小的消息隊(duì)列緩沖區(qū)就可以了。缺點(diǎn)就是太占用系統(tǒng)資源，一般51單片機(jī)是沒(méi)可能了。下面是從我做的項(xiàng)目中截取過(guò)來(lái)的程序：

上面被注釋掉的代碼為我是為了防止當(dāng)分區(qū)中沒(méi)有空閑的存儲(chǔ)塊時(shí)加入信號(hào)量，打印出報(bào)警信息。當(dāng)然我們也可以將存儲(chǔ)塊直接設(shè)置大一點(diǎn)，但是還是無(wú)法避免當(dāng)沒(méi)有可有存儲(chǔ)塊時(shí)會(huì)程序會(huì)崩潰現(xiàn)象。希望懂的朋友能告知下~。

下面是串口數(shù)據(jù)處理任務(wù)，這里刪去了其他代碼，只把他打印出來(lái)了而已。

責(zé)任編輯：lq6