STM32串口學習_總結

ID:689247 · 發(fā)表于 2021-8-29 20:15

一.STM32串口介紹
a.串口的數(shù)據(jù)包格式為起始位+數(shù)據(jù)位+校驗位+停止位，所以一般需要設置數(shù)據(jù)位為8，校驗位為1，停止位為1。我們再發(fā)送過程中只發(fā)送數(shù)據(jù)，其他的都由硬件來完成了，所以通信的雙方在數(shù)據(jù)包格式配置相同時才能正確通信。
b.除去數(shù)據(jù)包格式設置一樣外，因為串口大多數(shù)都是用異步通信，由于沒有時鐘信號，所以2個通信設備需約定好波特率，常見的有4800、9600、115200等，波特率一致時才能正確通信。
c.stm32的庫文件中將這些需要配置的參數(shù)都寫在了USART_InitTypeDef 結構體中，我們只要對其進行賦值，再調用函數(shù)USART_Init(),USART_Init函數(shù)會將USART_InitTypeDef 結構體中的數(shù)據(jù)寫入相應的寄存器，這樣就完成了對32串口的配置。

二.串口初始化（統(tǒng)一初始化）
a.串口配置時，只有少數(shù)值需要時常更改，大部分都是重復內容，因此將常用的這些值做為參數(shù)傳入。這樣調用一個函數(shù)可以對所有的串口進行賦值。（串口使用的GPIO在后續(xù)的文章中統(tǒng)一配置）借鑒前輩的代碼。
b.串口初始化流程開外設時鐘->配置引腳（統(tǒng)一配置）->配置參數(shù) ->使能中斷 ->使能串口

void User_Usart_Init(USART_TypeDef* USARTx, u32 BaudRate, u16 WordLength, u16 StopBits, u16 Parity)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure ;

if(USARTx == USART1)
{
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);// Enable USART1使能或者失能APB2外設時鐘  高速72MHz
}
else if(USARTx == USART2)
{
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//  Enable USART2使能或者失能APB1外設時鐘低速36MHz
}
else if(USARTx == USART3)
{
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//  Enable USART3使能或者失能APB1外設時鐘低速36MHz
}
else if(USARTx == UART4)
{
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4,ENABLE);//  Enable USART4使能或者失能APB1外設時鐘低速36MHz
}
else if(USARTx == UART5)
{
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5,ENABLE);//  Enable USART5使能或者失能APB1外設時鐘低速36MH
}

USART_DeInit(USARTx);

USART_InitStructure.USART_BaudRate = BaudRate;                //波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = WordLength;       //數(shù)據(jù)長度
USART_InitStructure.USART_StopBits = StopBits;                   //一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = Parity;                            //無校驗
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //禁止硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //Receive and transmit enabled
USART_Init(USARTx, &USART_InitStructure);                            // Configure the USART1

USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;       //USART Clock disabled
USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;          //USART CPOL: Clock is active low
USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;       //USART CPHA: Data is captured on the second edge
USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;    //USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to the SCLK pin
USART_ClockInit(USARTx, &USART_ClockInitStructure);
USART_ITConfig(USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);                //允許接收寄存器非空中斷
USART_Cmd(USARTx, ENABLE);                                              // Enable USARTx
}

三.串口結構體
a.使能串口中斷后，串口在接收到數(shù)據(jù)后會進入中斷函數(shù)，中斷函數(shù)就是我們要對數(shù)據(jù)進行整理的地方。（中斷函數(shù)中不能寫大量代碼，有可能導下次中斷來之前，數(shù)據(jù)還未處理完成，所以數(shù)據(jù)分析在后文）。
b.stm32的串口數(shù)量很多，因此將每個串口在運行中所需要的變量整合寫進一個結構體中，相對更加方面快捷。按照本人經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，在串口對應的.H文件中寫出的結構體如下，之后在.C文件中對使用的結構體進行初始化就可以了。

#define SBUF_SIZE 255                //數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小
#define RBUF_SIZE 255

typedef struct
{
u8 sbuf[SBUF_SIZE];                //發(fā)送數(shù)組
u8 rbuf[RBUF_SIZE];                //接收數(shù)組
u8 temporary_buf[RBUF_SIZE]; //接收臨時存儲buf
u16 sbuf_head;                         //需要發(fā)送數(shù)據(jù)的位置
u16 sbuf_tail;                            //需要發(fā)送數(shù)據(jù)的結束位置
u16 rbuf_head;                         //需要發(fā)送數(shù)據(jù)的位置
u16 rbuf_tail;                            //需要發(fā)送數(shù)據(jù)的結束位置
u8 com_already;                      //接收到數(shù)據(jù)
u32 com_timeout;                      //接收到數(shù)據(jù)到處理數(shù)據(jù)間延時
uint32_t rc;                               //計數(shù)
}UART_InformationType;

//使用幾個串口就可以創(chuàng)建幾個結構體
extern UART_InformationType  UART1_Information;  //創(chuàng)建串口1的結構體
extern UART_InformationType  UART2_Information;
extern UART_InformationType  UART3_Information;

四.串口中斷
a.結構體寫好后，接下來就是中斷函數(shù)，串口中斷來對接受的數(shù)據(jù)進行整理，如果串口處理數(shù)據(jù)的方法相差不是太大，都可以使用此中斷函數(shù)來整理接收的數(shù)據(jù)。
b.串口數(shù)據(jù)整理的思想，以數(shù)據(jù)接受為例：
      1.開辟兩個256字節(jié)的數(shù)組，用來存放接受或者發(fā)送的數(shù)據(jù)。
      2.數(shù)據(jù)接收：給256個字節(jié)設數(shù)據(jù)頭尾，每當進入一次中斷，有一個數(shù)據(jù)傳入就把數(shù)據(jù)寫到結構體的rbuf數(shù)組中保存起來，同時把數(shù)據(jù)頭rbuf_head 值+1，當數(shù)據(jù)頭超過數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小時清零。
      3.數(shù)據(jù)處理：有數(shù)據(jù)傳入就把標志位 com_already 置1，處理完數(shù)據(jù)后清0，同時更新數(shù)據(jù)尾部rbuf_tail的數(shù)值。
      4.例如：剛上電時都為0，傳入8個字節(jié)正確的數(shù)據(jù)，先將8個字節(jié)的數(shù)據(jù)保存在結構體中，同時每傳入一個字節(jié)數(shù)據(jù)頭加1。置1標志位等待數(shù)據(jù)處理函數(shù)。數(shù)據(jù)處理函數(shù)處理完成數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)尾加8等于數(shù)據(jù)頭。（此時假設數(shù)據(jù)都是正確的情況，這樣就可以造成循環(huán)可以保存接受的每一個數(shù)據(jù)，詳情請看第5節(jié)代碼。）
c.中斷函數(shù)中只寫了數(shù)據(jù)的接受，對于stm32來說，數(shù)據(jù)發(fā)送直接封裝為函數(shù)更加簡單方便。
/********************************************************************
*函數(shù)描述：usart1中斷
*入口說明：無
*返回說明：無
**********************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void)
{
Dispose_USART_IRQHandler(USART1,&UART1_Information);
}

/*********************************************************************
*函數(shù)描述：usart2中斷
*入口說明：無
*返回說明：無
**********************************************************************/
void USART2_IRQHandler(void)
{
Dispose_USART_IRQHandler(USART2,&UART2_Information);
}

/*********************************************************************
*函數(shù)描述：usart3中斷
*入口說明：無
*返回說明：無
**********************************************************************/
void USART3_IRQHandler(void)
{
Dispose_USART_IRQHandler(USART3,&UART3_Information);
}

/*********************************************************************
*函數(shù)描述：usart中斷，處理接受的數(shù)據(jù)
*入口說明：USART_TypeDef* USARTx UART_InformationType* USARTx_Information
                     中斷的串口                      對應串口的結構體
*返回說明：無
**********************************************************************/
void Dispose_USART_IRQHandler(USART_TypeDef* USARTx,UART_InformationType* USARTx_Information)
{
if(USART_GetITStatus(USARTx, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收數(shù)據(jù)
{
      USARTx_Information->rbuf[USARTx_Information->rbuf_head++] = (u8)USARTx->DR;
      if(USARTx_Information->rbuf_head == SBUF_SIZE)
      {
         USARTx_Information->rbuf_head = 0;
      }
      USARTx_Information->com_already = USART_SBUF_NO_EMPTY;//USART_SBUF_NO_EMPTY自定義的數(shù)值為1
   // USARTx_Information->com_timeout = Timer_1ms;                //更新空閑計時
}
}

/*********************************************************************
*函數(shù)描述：usart發(fā)送數(shù)據(jù)
*入口說明：USARTx:選擇USART通道
               data:發(fā)送的數(shù)據(jù)
               data_long:數(shù)據(jù)長度
*返回說明：無
**********************************************************************/
void Send_Usart_data(USART_TypeDef* USARTx,u8* data,u16 data_long)
{
u16 a;
for(a=0;a<data_long;a++)                                                                                                                               //發(fā)送數(shù)據(jù)
      {
            USART_SendData(USART1,*(data+a));
            while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);
      }
}

五.數(shù)據(jù)處理
a.串口接收完數(shù)據(jù)后，在數(shù)據(jù)處理函數(shù)中，處理相應的數(shù)據(jù)。
      在實際使用中串口通信一般會規(guī)定相應的協(xié)議舉例下面兩種，實際中協(xié)議復雜多樣，本例子以2為基礎進行代碼編寫。
         1. 01 03 00 00 00 02 crcl crch
         //常用的MODBUS協(xié)議格式 01為讀取的設備地址，03為功能碼，00 00 為讀取的寄存器 00 02 為讀取的數(shù)據(jù) ,后兩位為數(shù)據(jù)校驗
         2. FA 04 00 02  xx xx FF
         //FA為規(guī)定的協(xié)議頭部 04為功能碼 00 02 為數(shù)據(jù)長度  xx xx 為數(shù)據(jù) FF為數(shù)據(jù)結尾
         串口接收是，我們會收到一大串數(shù)據(jù)，我們首先要判斷一串數(shù)據(jù)第一位，用IF來判斷第一位是不是我們想要的數(shù)據(jù)，不是的話就判斷下一位，知道找到正確數(shù)據(jù)，最后對接收到的數(shù)據(jù)進行校驗，看收到的一大串數(shù)據(jù)是否正確，從而進行下一步處理。

/*********************************************************************
*函數(shù)名稱:  Usart1_Dispos_Send_dat
*函數(shù)描述：usart1處發(fā)送的數(shù)據(jù)
*入口說明：無
*返回說明：無
**********************************************************************/
void Usart1_Dispos_Send_command(void)
{
u16 i,j = 0;
u16 m,length;
u16 crc16 = 0;

if(!UART1_Information.com_already)                                        //串口標志位未使能就返回
      return;
UART1_Information.com_already = USART_SBUF_EMPTY;          //更新串口標志位
i = UART1_Information.rbuf_tail;
while(i != UART1_Information.rbuf_head)                                  //如果此時的數(shù)據(jù)尾等于數(shù)據(jù)頭退出循環(huán)
{
         if(UART1_Information.rbu== 0xfa)                                  //判斷數(shù)據(jù)頭是不是想要的數(shù)據(jù)
         {
               m = i;
               length  = UART1_Information.rbuf[i+3]+5；                //如果數(shù)據(jù)正確,判斷數(shù)據(jù)長度，rbuf[i+3]為數(shù)據(jù)長度，再加5為一包數(shù)據(jù)的長度
               for(j = 0;j < length  ;j++)                                           //提取每一幀數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)放進臨時數(shù)組
               {
                     if(m == UART1_Information.rbuf_head)                //提取過程中數(shù)據(jù)尾等于數(shù)據(jù)頭說明長度不夠不是正確的數(shù)據(jù)，返回
                           return;
                     UART1_Information.temporary_buf[j] = UART1_Information.rbuf[m++];
                     if(m == RBUF_SIZE)
                           m = 0;
               }
               if(UART1_Information.temporary_buf[j-1] == 0xff)          //有效數(shù)據(jù)
               {
                  Dispose_SVR_Commd(UART1_Information.temporary_buf); //處理臨時數(shù)組數(shù)據(jù)
                  UART1_Information.rbuf_tail = m;
                  i=m;
               }
               else                                                                            //無效數(shù)據(jù)i++進行下一位的判斷
               {
                  i++;
                  if(i == RBUF_SIZE)                                                 //如果i等于數(shù)組上限清零
                           i = 0;
               }
            }       else                                                                               //如果第一位不是想要的數(shù)據(jù)，進行下一位判斷
         {
               i++;
               if(i == RBUF_SIZE)
                     i = 0;
            }
      }
}

/*********************************************************************
*函數(shù)名稱: Dispos_Commd
*函數(shù)描述：處理服務器發(fā)送的指令
*入口說明：P_tbuf:保存服務器指令數(shù)組的指針
*返回說明：無
**********************************************************************/
void Dispos_Commd(u8 * p)
{
u8 function,length;
u16 register_addr;

function = *(p+1);
register_addr =  *(p+3);
length= *p;

if(function==0x04)                                                                      //功能碼判，功能嗎為自定義的功能
      Write_Data(UART1_Information.temporary_buf,length);             //寫入數(shù)據(jù)
//if else() {}
else{}                                                                                           //
         return;
}

/*********************************************************************
*函數(shù)名稱: Write_Data
*函數(shù)描述：寫入數(shù)據(jù)
*入口說明：buf 要寫入的數(shù)據(jù) ，length 要寫入的數(shù)據(jù)長度
*返回說明：無
**********************************************************************/
void Write_Data(u8 *p,u8 length)
{
   u8 length = 0;
   u8 buf[10]={0};
   //自己定義寫到flash中或者各種地方
   //下列數(shù)據(jù)是需要的返回的數(shù)據(jù)，可以寫數(shù)據(jù)返回成功，寫可以返回一些其他數(shù)據(jù)，供發(fā)送者觀看，或者判段是否接收成功

   buf[length++] = 0xfa;
   buf[length++] = 0x04;
   buf[length++] = 0x00;
   buf[length++] = 0x02;
   buf[length++] = 0x00;
   buf[length++] = 0x00;
   buf[length++] = 0xff;
   Send_Usart_data（USART1,buf,length)；
}

ID:689247 · 發(fā)表于 2021-9-17 17:29

1.修改了文章中出現(xiàn)的一些bug
例如發(fā)送數(shù)據(jù) Send_Usart_data  函數(shù)中，書寫錯誤。
//          USART_SendData(USARTx,*data);                   //發(fā)送一位數(shù)據(jù)
//          data++;                                                             //指向下一個發(fā)送的數(shù)據(jù)
//          USART_ITConfig(USARTx, USART_IT_TC, ENABLE);
等等

2.上傳了附件
附件內容只添加串口的部分應用.
可以作為模板來使用
里面統(tǒng)一書寫了GPIO初始化，方便統(tǒng)一管理，和修改
void User_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*
GPIO_Speed_10MHz -------最高輸出速率10MHz
GPIO_Speed_2MHz --------最高輸出速率2MHz
GPIO_Speed_50MHz -------最高輸出速率50MHz

GPIO_Mode_AIN ----------模擬輸入
GPIO_Mode_IN_FLOATING --浮空輸入
GPIO_Mode_IPD ----------下拉輸入
GPIO_Mode_IPU ----------上拉輸入
GPIO_Mode_Out_OD -------開漏輸出
GPIO_Mode_Out_PP -------推挽輸出
GPIO_Mode_AF_OD --------復用開漏輸出
GPIO_Mode_AF_PP --------復用推挽輸出
*/
GPIO_DeInit(GPIOA); //將外設GPIOx寄存器重設為缺省值
GPIO_DeInit(GPIOB);
GPIO_DeInit(GPIOC);

#ifdef STM32F10X_CL //使用更高級的芯片就初始化更多的引腳
GPIO_DeInit(GPIOD);
GPIO_DeInit(GPIOE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
#endif

GPIO_AFIODeInit();    //將復用功能（重映射事件控制和EXTI設置）重設為缺省值
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //使能APB2外設時鐘，高速72MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

//設置模擬輸入端口 ad/da都設置為模擬輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;    //AD輸入
// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);       //端口A

// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|
//                               GPIO_Pin_3;    //AD輸入
// GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);       //端口C

//設置浮空輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;    //ETH中斷輸入
// GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);       //端口E
   。。。。
}

3.程序增加了時基單元  詳情還是看代碼吧注意STM32F10X.it函數(shù)中書寫滴答定時器中斷函數(shù)
/*********************************************************************
*函數(shù)描述：循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)到服務器
*入口說明：無
*返回說明：無
*說明：利用好滴答定時器，就可使系統(tǒng)按照指定的時間執(zhí)行程序不用再使用delay去降低
單片性能。類似此處就定時1s發(fā)送一包數(shù)據(jù)。
timer_1ms 隨抵達定時器1ms數(shù)值增長一次
usart_send_time 是1s更新一次數(shù)值（對照timer_1ms）
timer_1ms 可以當作是整個系統(tǒng)運行的時基
**********************************************************************/
void Cycle_Send_SenerData_To_SVR(void)
{
if(timer_1ms - usart_send_time < 1000) //定時時間為1s
return;
usart_send_time = timer_1ms; //更新usart_send_time時間
USART_SendData(USART1,0xaa);
}

ID:689247 · 發(fā)表于 2021-9-18 10:36

發(fā)送指令是
FA 03 00 04 00 01 00 02 ff
頭功能嗎數(shù)據(jù)長度起始地址詢問長度數(shù)據(jù)尾

ID:584195 · 發(fā)表于 2021-9-19 20:22

樓主，謝謝你的分享，學習了，能不能把DMA的收發(fā)也做個教程呀！

ID:689247 · 發(fā)表于 2021-9-22 14:20

zyluglugl 發(fā)表于 2021-9-19 20:22
樓主，謝謝你的分享，學習了，能不能把DMA的收發(fā)也做個教程呀！

最近比較忙，而且沒咋用過DMA，等用空了，總結一下

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

STM32串口學習_總結

評分

評分