STM32串口發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)方式總結(jié)！

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)用庫函數(shù) 。

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

第一個參數(shù)是發(fā)送的串口號，第二個參數(shù)是要發(fā)送的數(shù)據(jù)，但是用過的朋友應(yīng)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(jù)這個函數(shù)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(diào)用該函數(shù)時要發(fā)送的字符串，這里通過循環(huán)調(diào)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(biāo)志，如果不加這句話會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況。這個函數(shù)只能用于串口1發(fā)送。有些時候根據(jù)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(shù)重入的問題。

當(dāng)然也可以簡單的實現(xiàn)把該函數(shù)復(fù)制一下，然后修改串口號也可以避免該問題。然而這個函數(shù)不能像printf那樣傳遞多個參數(shù)，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(jié)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(shù)就可以像printf使用可變參數(shù)，方便很多。通過觀察函數(shù)但這個函數(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)寫法加以補充。

2、 直接使用printf函數(shù)。

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(shù)：

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(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，也可兩個標(biāo)志都有。

這樣在處理數(shù)據(jù)時既能能保證數(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再贅述，這里以串口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(chǎn)生 
 {
  USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中斷標(biāo)志

  Uart2_Buffer[Uart2_Rx] = USART_ReceiveData(USART2);     //接收串口1數(shù)據(jù)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(biāo)識是換行符（或者等于最大接受數(shù)就清空重新接收）
  {
   if(Uart2_Buffer[0] == '+')                      //檢測到頭標(biāo)識是我們需要的 
   {
    printf("%s/r/n",Uart2_Buffer);        //這里我做打印數(shù)據(jù)處理
    Uart2_Rx=0;                                   
   } 
   else
   {
    Uart2_Rx=0;                                   //不是我們需要的數(shù)據(jù)或者達到最大接收數(shù)則開始重新接收
   }
  }
 }
}

數(shù)據(jù)的頭標(biāo)識為“/n”既換行符，尾標(biāo)識為“+”。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，如果是，說明接收完畢，然后再來判斷頭標(biāo)識是不是“+”號，如果還是，那么就是我們想要的數(shù)據(jù)，接下來就可以進行相應(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)。

這樣做有以下好處：

• 可以接收不定長度的數(shù)據(jù)，最大接收長度可以通過Max_BUFF_Len來更改

• 可以接收指定的數(shù)據(jù)

• 防止接收的數(shù)據(jù)使數(shù)組越界

這里得把接收正確數(shù)據(jù)直接打印出來，也可以通過設(shè)置標(biāo)識位，然后在主函數(shù)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(nèi)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)寄存器）來清USART_IT_IDLE標(biāo)志    
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);  
        temp = DMA_USART1_RECEIVE_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); //接收的字符串長度=設(shè)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(shè)置傳輸數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)過來才中斷進入一次。而且接收的數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)需要在設(shè)置傳輸大小之前調(diào)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(chǎn)者"和"消費者"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)大量涌進的時候，就來不及"消費"掉生產(chǎn)者（串口接收中斷）的數(shù)據(jù)，那么就會丟失本次的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，所以根據(jù)生產(chǎn)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(shù)值
unsigned char Usart1_data;           //每次中斷接收的數(shù)據(jù)
unsigned char* Usart1_Rx_Ptr;        //儲存管理分配內(nèi)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(chǎn)生 
  {   
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE);     //清除中斷標(biāo)志

    Usart1_data = USART_ReceiveData(USART1);     //接收串口1數(shù)據(jù)到buff緩沖區(qū)

  if(Usart1_data =='+')                     //接收到數(shù)據(jù)頭標(biāo)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(wù)函數(shù)中調(diào)用信號量請求但因為
//   (OS_OPT   )OS_OPT_PEND_NON_BLOCKING,//我OPT參數(shù)設(shè)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(dāng)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(biāo)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(shè)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(shù)清零
  }
  else
  {
   *Usart1_Rx_Ptr=Usart1_data; //儲存接收到的數(shù)據(jù)
   Usart1_Rx_Ptr++;
   Usart1_Rx_cnt++;
  } 
 }    
 OSIntExit();
}

上面被注釋掉的代碼為了防止當(dāng)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(dāng)然我們也可以將存儲塊直接設(shè)置大一點，但是還是無法避免當(dāng)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(shù)據(jù)處理任務(wù)，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(shù)據(jù)

  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);     
 }
}

作者：可以吃的魚
原文：https://blog.csdn.net/qq_35281599/article/details/80299770
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