STM32串口详解

实验一：简单的利用串口接收中断回调函数实现数据的返回

 

关于串口调试助手，还应知道：

• 发送英文字符需要用一个字符即8位，发送汉字需要两个字符即16位，如上图，发送汉字“姜”实际是发送“BD AA”而发送英文字符X实际是发送“58”，本质上没有太大区别；
• 勾选了下方“发送新行”后，XCOM就会再你输入的需要发送的数据后自动加上一个回车（0X0D+0X0A），如果不勾选则我们在手动输入完“宋S”后还需敲一个回车键只有这样点击发送后，调试助手上方窗体才能将其显示，这是因为我们在程序的串口中断中自定义了一个数据接收协议，即只有当接受的数据以回车结尾（0X0D+0X0A），串口才认可数据接受完毕

这里可以看出下列代码中的 0D回车，0A换行 是用来判断结束位的

if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D))

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <string.h>//meset()函数调用
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
#define RXBUFFERSIZE  256     //最大接收字节数
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE];   //接收数据
uint8_t aRxBuffer;			//接收中断缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数
/* USER CODE END PV */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer,1);   //中断接收一个字符
  /* USER CODE END 2 */

/*
串口接收中断回调函数
*/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
	{
		if (Uart1_Rx_Cnt >= 255)
		{
			memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));//对数组进行清零操作
			HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)"数据溢出",4,0xffff);//
		}
		else
		{
			RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt++]=aRxBuffer;   //接收数据转存
			if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位 0D回车，0A换行 
					{
						HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
						
						while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
						
						Uart1_Rx_Cnt = 0;
						memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
					}
 
		
		}
		    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer,1);	//使得程序可以重新触发接收中断	+
 
} 

上述代码实现的是 发送数据被返回

实验二：

1、串口发送/接收函数

• HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制 
• HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
• HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送  
• HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
• HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
• HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收

2、串口中断函数

• HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口中断处理函数
• HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送中断回调函数
• HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送一半中断回调函数（用的较少）
• HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口接收中断回调函数
• HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数（用的较少）
• HAL_UART_ErrorCallback();串口接收错误函数

3串口查询函数

  HAL_UART_GetState();  判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌

UART几个标志位

TXE、TC、RXNE、ORE。

TXE：发送数据寄存器为空 (Transmit data register empty)

• 0：数据未传输到移位寄存器
• 1：数据传输到移位寄存器

TC：发送完成 (Transmission complete)

• 0：传送未完成
• 1：传送已完成

RXNE：读取数据寄存器不为空 (Read data register not empty)

• 0：未接收到数据
• 1：已准备好读取接收到的数据

ORE：上溢错误 (Overrun error)

• 0：无上溢错误
• 1：检测到上溢错误

UART接收丢失数据

UART接收丢失数据与软件和硬件都有可能有关系，下面说几个常见丢失数据的原因及解决办法。

1.接收溢出丢失数据

指未及时取走数据导致溢出错误而丢失数据，通常是发生在大量数据、以查询方式接收数据的情况下。在MCU启动过程中、接收数据过多处理不及时、复杂系统响应不及时等情况都会出现数据丢失的情况。

解决办法：

• 及时清除溢出错误标志
• 利用通信协议过滤因数据丢失导致的问题

2.接收中断丢失数据

使用UART中断接收数据相比查询接收数据的方式更常见，中断方式比查询方式响应更及时，但不合理处理同样也会存在数据丢失的情况。

在数据量大时，UART接收中断函数耗时、优先级低等情况下容易丢失数据。

解决办法：

• 中断函数里减少不必要的耗时
• 合理分配中断优先级
• 使能中断前清除标志位

3.时钟误差导致丢失数据

在通信波特率较高的情况下，如果时钟误差加大，很可能导致数据丢失。

解决办法：

• 使用更高精度晶振
• 降低通信波特率

UART发送丢失数据

UART发送丢失数据很多工程师都遇到过，通常情况下是传输未完成的原因。

HAL库已经有几年了，但还是有很多工程师都使用标准外设库，这时如果自己封装接口不当，就会存在发送最后一字节数据丢失的问题。

1.UART传输未完成导致数据丢失

如下代码，只考虑非空，但实际传输并未完成。

//往USART1，发送 length长度的数据data
void SendData(u8 *data,u8 length)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<length;i++)
    {
        USART_SendData(USART2, data[i]);
        while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET)//等得发送完成
        {
        }  
    }
}

但发送非空不代表发送完成，虽然在某些场合更高效，但某些场合就会导致数据丢失。

比如：使用此函数发送之后进入休眠、关闭接收端设备电源等情况下。

解决办法：使用HAL封装的接口，代码包含判断传输完成

/*******************************************************************************
  * @函数名称	SendData1
  * @函数说明   向串口1发送数组信息
  * @输入参数 
			data：要发送的信息的首地址
			len： 发送的长度
  * @输出参数   无
  * @返回参数   无
*******************************************************************************/
void SendData1(u8 *data,u8 length)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<length;i++)
    {
			HAL_UART_Transmit(&huart1,&data[i],length,0xFFFF); //将收到的信息发送出去,HAL封装的接口，代码包含判断传输完成
    }
}