在研究STM32串口接收发送中断的时候找到不少不错的资料，现在备份在这里。以供自己查阅，以及方便其他人。

TC ====TXE

顺便预告下最近会写个有关串口处理数据的帖子，从查询和中断方面以及数据处理的方式，从队列以及FIFO方面写起。

7 ^, r" v9 y( Q5 A5 o

SECTION 1

1. /*
   : T, |2 x$ g5 g6 C
2. 调试STM32串口过程中发现一个奇怪的问题，初始化串口1口，使能串口发送完成中断后，立刻就进入了发送完成中断。
   + ]* @0 F  R" A1 P. F
3. 仔细的查阅了STM32手册中的串口部分的介绍：
   . W! c$ A  k0 @2 \- U- c+ n3 }
4.          
   
5. 以下是字符发送的配置过程，注意第6点，在设置USART_CR1中的TE位时，会发送一个空闲帧作为第一次数据发送，所以即便你执行了USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); （这个函数肯定在空闲帧数据发送完成前执行），所以当空闲帧发送完后，就进入发送完成中断。
   
6.          
   
7. 配置步骤：
   ' X5 H! a) g. Z2 i
8. 1.  通过在USART_CR1寄存器上置位UE位来激活USART
   
9. 2.  编程USART_CR1的M位来定义字长。
   % p0 m% E- F$ Q- L, F( Q
10. 3.  在USART_CR2中编程停止位的位数。
    
11. 4.  如果采用多缓冲器通信，配置USART_CR3中的DMA使能位(DMAT)。按多缓冲器通信中
    
12. 的描述配置DMA寄存器。
    " y2 ~0 i3 H3 _  v  u0 C
13. 5.  利用USART_BRR寄存器选择要求的波特率。
    6 ?( _# N0 w) f
14. 6.  设置USART_CR1中的TE位，发送一个空闲帧作为第一次数据发送。
    0 D3 _* X$ }5 r; V. T
15. 7.  把要发送的数据写进USART_DR寄存器(此动作清除TXE位)。在只有一个缓冲器的情况
    
16. 下，对每个待发送的数据重复步骤7。
    0 l. M6 d1 ], k3 c) Z( }  [# Z
17. 8.  在USART_DR寄存器中写入最后一个数据字后，要等待TC=1，它表示最后一个数据帧的
    
18. 传输结束。当需要关闭USART或需要进入停机模式之前，需要确认传输结束，避免破坏
    
19. 最后一次传输。
    2 H, Q  Y: {3 `" j0 d5 X, {7 K
20. */
    
21. //解决的办法：
    
22. //方法一
    
23. //在执行
    
24. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
    
25. //之前，先延时一段时间，基本上比一个字符发送的时间长一点就可以了，然后再执行
    
26. USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
    
27.          
    / j+ e+ i: C2 v9 ?- C* l
28. //方法二：
    
29. //在执行
    
30. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
    
31. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)
    ) y: Q: l% h7 l4 |
32. {
    2 \; z" t! E0 [9 Z. o
33.         ; //等待空闲帧发送完成后  再清零发送标志
    ! C( |* W% _% }7 P; d
34. }
    
35. USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

复制代码

- R9 G! K  D/ ^6 d- E4 p1 M

SECTION 2

3 {$ f7 o1 C) A, {% P% J: y% ^8 r

先说TC。即Transmission Complete。发送一个字节后才进入中断，这里称为“发送后中断”。和原来8051的TI方式一样，都是发送后才进中断，需要在发送函数中先发送一个字节触发中断。发送函数如下
7 e; p, G0 R, ]& x# ]  G. K$ u
0 c) N$ R: b9 E! _: G$ ]

1. /*******
   
2. 功能:中断方式发送字符串.采用判断TC的方式.即 判断 发送后中断 位.
   " O6 U7 n$ j' y0 `5 w+ j
3. 输入:字符串的首地址
   
4. 输出:无
   
5. *******/
   
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   7 {- S4 |+ `. M% X6 u& R# x# N
7. {
   
8.     pDataByte = pData;
   
9.   
   , L1 W1 h0 a/ x3 h! Y8 O) v; I  i
10.     USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.网友提供.
    ! g( [2 ~2 Y) |! p0 A  U$ Y
11.    
    
12.     USART_SendData(USART1, *(pDataByte++) ); //必须要++，不然会把第一个字符t发送两次
    
13. }

复制代码

中断处理函数如下

1. /********
   
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   
4. * Input          : None
   
5. * Output         : None
   9 F1 G# E1 |# t' p7 o- c/ i
6. * Return         : None
   
7. *********/
   2 @& r! `& t! O6 k6 K
8. void USART1_IRQHandler(void)
   ) t% S% R9 v9 P- U+ V2 c  Q
9. {
   $ y! @, k  B# Q0 o4 v4 M
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET  )
      P, `6 P4 b# V6 Z* e
11.     {
    
12.         if( *pDataByte == '\0' )//TC需要 读SR+写DR 方可清0,当发送到最后,到'\0'的时候用个if判断关掉
    
13.             USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//不然TC一直是set, TCIE也是打开的,导致会不停进入中断. clear掉即可,不用关掉TCIE
    0 n5 D* q& T: X- Q  k
14.         else
    
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    
16.     }
    
17. 
    
18. }

复制代码

其中u8 *pDataByte;是一个外部指针变量

在中断处理程序中，发送完该字符串后，不用关闭TC的中断使能TCIE，只需要清掉标志位TC；这样就能避免TC == SET 导致反复进入中断了。

' {  y) a( t; ~  x7 t1 c. H

串口初始化函数如下

1. /*********
   3 `; f  j4 {8 \) m4 U& D
2. 名称:  USART_Config
   
3. 功能:  设置串口参数
   
4. 输入:  无
   
5. 输出:  无
   
6. 返回:  无
     A. t! U3 E' s( b
7. **********/
   
8. void USART_Config()
   
9. {
   
10.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
    * [+ Q: l7 m2 d
11.   
    
12.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
    2 N* r* y) j- C/ [( Q7 f; ]% `
13.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据位
    5 Z6 h4 |+ D5 I
14.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
    
15.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
    : i8 u  S1 N; S; X* J' @2 X
16.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    
17.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
    5 A4 A5 Y3 ?$ C# ]8 ]$ r
18.   USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
    
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    . y& v' L% p3 O9 p2 x
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    
22.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    
23.   
    
24.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);//Tramsimssion Complete后，才产生中断. 开TC中断必须放在这里,否则还是会丢失第一字节
    
25. 
    % k; H9 ~9 g' r6 x, r
26.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    + ^! k4 Y( h$ W
27. }

复制代码

这里请问一个问题：开TC中断USART_ITConfig()如果放在我的USART_SendDataString()中再开，会丢失字符串的第一字节。必须放在串口初始化函数中才不会丢。不知道为什么？？

这里笔者可以给出解释，你看下SECTION1 就可以知道为什么呢，你这样做的原理和SECTION1讲解的差不多，就相当于延时，而你后面没有丢失数据的主要原因就是你代码中有这么一句 USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.网友提供.

再说判断TXE。即Tx DR Empty，发送寄存器空。当使能TXEIE后，只要Tx DR空了，就会产生中断。所以，发送完字符串后必须关掉，否则会导致重复进入中断。这也是和TC不同之处。
7 y( x% f' ^! P6 J+ L$ l
发送函数如下：
/ t. e* n4 ~$ n/ w* d1 Q

1. /*******
   
2. 功能:中断方式发送字符串.采用判断TC的方式.即 判断 发送后中断 位.
   + m$ T3 Z: I( w" _
3. 输入:字符串的首地址
   & V6 m  b9 \' `3 B
4. 输出:无
     X; q! N9 z3 f
5. *******/
   % r0 F4 }) T+ E$ f' S+ E# e
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   0 \8 i; z9 w# ~  w2 h4 z5 f, R
7. {
   7 O1 B4 c! q/ ~5 E$ D
8.     pDataByte = pData;
   
9.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//只要发送寄存器为空，就会一直有中断，因此，要是不发送数据时，把发送中断关闭，只在开始发送时，才打开。
   
10.    
    
11. }
    

复制代码

5 ?, t" R* ]9 u' T2 L3 x, A. _8 g/ K. h中断处理函数如下：

) j1 J9 H3 n8 M# \

1. /********
   
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   7 I  D3 ]9 j2 Q/ ?+ n7 S
4. * Input          : None
   3 D  `( D- ]& |
5. * Output         : None
   
6. * Return         : None
   / `2 Z- u& y* J; q
7. ********/
   
8. void USART1_IRQHandler(void)
   
9. {
   ; X6 k- D+ h0 i% F
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET  )
    ) i0 H. V1 Q$ M( L1 f- w
11.     {
    6 n5 x6 [! N7 F' I+ F8 m
12.         if( *pDataByte == '\0' )//待发送的字节发到末尾NULL了
    
13.             USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);//因为是 发送寄存器空 的中断，所以发完字符串后必须关掉，否则只要空了，就会进中断
    7 w! ^8 ~, k# t
14.         else
    7 e  k# ]. A+ q8 X
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    
16.     }
    / \- {0 p$ ^* v# O& k
17. 
    6 o$ f7 F$ t. o  F6 [7 L
18. }

复制代码

在串口初始化函数中就不用打开TXE的中断了（是在发送函数中打开的）如下：

1. /************
   ( M# t6 m2 o. a2 @# W
2. 名称:  USART_Config
   / n2 r3 C, @6 \. w/ k& Z6 a, Y+ Y
3. 功能:  设置串口参数
   7 B4 ~7 P' m$ T* q
4. 输入:  无
   7 L: P8 c6 F1 p  L' J& h
5. 输出:  无
   
6. 返回:  无
   
7. ************/
   9 l3 Z4 a! s5 i
8. void USART_Config()
   
9. {
   
10.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
    
11.   
    
12.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
    
13.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据位
    
14.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
    ( S& {; ]: W; z* w. U9 u4 j9 T
15.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
    4 U3 d' `& Q8 Z$ O3 L4 B
16.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    9 B* j! O$ I8 b) s* q
17.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
    & ?( A0 v( C# R7 O: f- n5 A
18.   USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
    $ ?  D5 Q9 R$ d" H
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    . x/ B2 B* Q9 `! Z! X6 K
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    
22. 
    
23.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    
24.   
    
25.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    5 n7 j8 v: F0 f. X( p
26. <div align="left">}</div>

复制代码

SECTION 3

在USART的发送端有2个寄存器，一个是程序可以看到的USART_DR寄存器(下图中阴影部分的TDR)，另一个是程序看不到的移位寄存器(下图中阴影部分Transmit Shift Register)。
4 K# @- X7 C7 `7 l+ b' M
2 _# ~' z, j7 J0 M$ ?对应USART数据发送有两个标志，一个是TXE=发送数据寄存器空，另一个是TC=发送结束；对照下图，当TDR中的数据传送到移位寄存器后，TXE被设置，此时移位寄存器开始向TX信号线按位传输数据，但因为TDR已经变空，程序可以把下一个要发送的字节(操作USART_DR)写入TDR中，而不必等到移位寄存器中所有位发送结束，所有位发送结束时(送出停止位后)硬件会设置TC标志。

% t) A+ Z6 _8 m3 }' z( u# C另一方面，在刚刚初始化好USART还没有发送任何数据时，也会有TXE标志，因为这时发送数据寄存器是空的。

TXEIE和TCIE的意义很简单，TXEIE允许在TXE标志为'1'时产生中断，而TCIE允许在TC标志为'1'时产生中断。
% H0 x$ Y3 W  m9 E
! |9 C) }1 ?( ~0 R0 \至于什么时候使用哪个标志，需要根据你的需要自己决定。但我认为TXE允许程序有更充裕的时间填写TDR寄存器，保证发送的数据流不间断。TC可以让程序知道发送结束的确切时间，有利于程序控制外部数据流的时序。

" ~% z8 N, G. a) j

SECTION 4

        总的来说，STM32单片机的串口还是很好理解的，编程也不算复杂。当然我更愿意希望其中断系统和51单片机一样的简单。

        对于接收终端，就是RXNE了，这只在接收完成后才产生，在执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE)代码时不会进入ISR。但麻烦的就是发送有关的中断了：TXE或者TC，根据资料和测试的结果，TXE在复位后就是置1的，即在执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,  ENABLE)后会立即产生中断请求。因此这造成一个麻烦的问题：如果没有真正的发送数据，TXE中断都会发生，而且没有休止，这将占用很大部分的CPU时间，甚至影响其他程序的运行！

        因此建议的是在初始化时不好启用TXE中断，只在要发送数据（尤其是字符串、数组这样的系列数据）时才启用TXE。在发送完成后立即将其关闭，以免引起不必要的麻烦。

        对于发送，需要注意TXE和TC的差别——这里简单描述一下，假设串口数据寄存器是DR、串口移位寄存器是SR以及TXD引脚TXDpin，其关系是DR->SR->TXDpin。当DR中的数据转移到SR中时TXE置1，如果有数据写入DR时就能将TXE置0；如果SR中的数据全部通过TXDpin移出并且没有数据进入DR，则TC置1。并且需要注意TXE只能通过写DR来置0，不能直接将其清零，而TC可以直接将其写1清零。

        对于发送单个字符可以考虑不用中断，直接以查询方式完成。

        对于发送字符串/数组类的数据，唯一要考虑的是只在最后一个字符发送后关闭发送中断，这里可以分为两种情况：对于发送可显示的字符串，其用0x00作为结尾的，因此在ISR中就用0x00作为关闭发送中断（TXE或者TC）的条件；第二种情况就是发送二进制数据，那就是0x00~0xFF中间的任意数据，就不能用0x00来判断结束了，这时必须知道数据的具体长度。

       这里简单分析上面代码的执行过程：TXE中断产生于前一个字符从DR送入SR，执行效果是后一个字符送入DR。对于第一种情况，如果是可显示字符，就执行USART_SendData来写DR（也就清零了TXE），当最后一个可显示的字符从DR送入SR之后，产生的TXE中断发现要送入DR的是字符是0x00——这当然不行——此时就关闭TXE中断，字符串发送过程就算结束了。当然这时不能忽略一个隐含的结果：那就是最后一个可显示字符从DR转入SR后TXE是置1的，但关闭了TXE中断，因此只要下次再开启TXE中断就会立即进入ISR。对于第二种情况，其结果和第一种的相同。

         对于第一种情况，其程序可以这么写：其中TXS是保存了要发送数据的字符串，TxCounter1是索引值：

1. <div align="left">extern __IO uint8_t TxCounter1;
     @  C2 |6 d: s1 O' c
2. extern uint8_t *TXS;
   
3. extern __IO uint8_t TxLen; </div><div align="left">void USART1_IRQHandler(void)
   
4.     {
   & V. p1 s7 g! n- {
5.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
   
6.             {                                               
   
7.                 if(TXS[TxCounter1]) //如果是可显示字符
   
8.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
   
9.                 else   //发送完成后关闭TXE中断，
   
10.                     { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                        
    % t; x1 X9 Z6 g& i6 Q" c
11.             }                  
    
12.     }</div><div align="left">        对于第二种情况，和上面的大同小异，其中TXLen表示要发送的二进制数据长度：</div><div align="left">void USART1_IRQHandler(void)
    ( @3 q) P6 c: [% |6 ^7 R
13.     {
    " u. [! j* u; M% \$ C* G$ T
14.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) //对USART_DR的写操作，将该位清零。
    
15.             {                                             
    
16.                 if(TxCounter1<TxLen)
      G6 A4 b! x/ E& Z
17.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
    / c# B( ?, ~+ e) i. ^- o8 V$ c
18.                 else   //发送完成后关闭TXE中断
    
19.                     { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                         
    
20.             }                    
    4 k2 B1 }0 O, P
21.     }</div>

复制代码

        事实上第一种情况是第二种的特殊形式，就是说可以用第二种情况去发送可显示的字符——当然没人有闲心去数一句话里有多少个字母空格和标点符号！

        在使用时，只要将TXS指向要发送的字符串或者数组，设置TxLen为要发送的数据长度，然后执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE)就立即开始发送过程。用户可以检查TxCounter1来确定发送了多少字节。比如以第二种情况为例：

1. <div align="left">uint32_t *TXS;
   + K/ v, g; T' D4 R9 J, Q9 m2 Z
2. uint8_t TxBuffer1[]="0123456789ABCDEF";
   
3. uint8_t DST2[]="ASDFGHJKL";
   + P1 K* W1 C, z5 w& a- w  a; E
4. __IO uint8_t TxLen = 0x00;</div><div align="left">     TxLen=8;                               //发送8个字符，最终发送的是01234567
   8 ]: E2 ~$ b) x
5.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer1;   //将TXS指向字符串TxBuffer1
   
6.     TxCounter1=0;                     //复位索引值
   7 M) o0 t( e' X" t2 S0 z
7.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);   //启用TXE中断，即开始发送过程
   8 t) H. h: D, F& B4 E
8.     while(TxCounter1!=TxLen);   //等待发送完成
   ) G* x) n9 r0 W& W; i# \+ C
9. 
   ! t# M# a$ `/ l0 ^" j
10.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer2;   //同上，最终发送的是ASDFGHJK
    4 `9 t5 x, |5 O5 Q$ t
11.     TxCounter1=0;
    / {: Y& B5 S) e2 b8 a
12.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);
    9 ]6 z* r, I1 _. a' v
13.     while(TxCounter1!=TxLen);</div>

复制代码

        以上就是我认为的最佳方案，但串口中断方式数据有多长就中断多少次，我认为还是占用不少CPU时间，相比之下DMA方式就好多了，因为DMA发送字符串时最多中断两次（半传输完成，全传输完成），并且将串口变成类似16C550的器件。