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)送的數據了。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，他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，所以還可以在改進，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。

很多朋友都知道想要STM32要直接使用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：

相關筆記：串口打印知多少？

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在贅述，這里我以串口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。

這樣做的有以下好處：

• 可以接受不定長度的數據，最大接收長度可以通過Max_BUFF_Len來更改

• 可以接受指定的數據

• 防止接收的數據使數組越界

這里我的把接受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）來接受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?????????{??
????????????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。

關于IDLE中斷可查看：STM32串口空閑中斷接收不定長數據（DMA方式）

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受，在處理，如果在處理的過程中，有串口中斷接受數據，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受的數據，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我是為了防止當分區(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有存儲塊時會程序會崩潰現(xiàn)象。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);?????
?}
}