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。

SECTION 1

1. /*
   1 m9 q  w  N' a1 S2 x( F# q
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。
   
3. 仔细的查阅了STM32手册中的串口部分的介绍：
   & d0 u: X+ m# ]; [+ W; S2 B
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：
   
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。
   / F! T9 `! t1 N/ O
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。
    
13. 5.  利用USART_BRR寄存器选择要求的波特率。
    
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。
    3 A2 h* U! z. g
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。
    
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。
    
20. */
    ! Q' l$ N" x9 U* c
21. //解决的办法：
      P: ~0 f. ?$ p4 u# B' V
22. //方法一
    
23. //在执行
      g5 K  y0 Z/ R; ~- Y" r5 g/ w# H
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);
    ( r0 ?" i+ ~, r' t( Z! R* z
27.          
    
28. //方法二：
    , t5 V8 t# y1 ]! x
29. //在执行
    & i6 l) M$ @# V% E
30. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
    
31. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)
    5 a, I" ?1 j7 x
32. {
    * j; T! j+ A8 A; P- h4 @
33.         ; //等待空闲帧发送完成后  再清零发送标志
    6 S: ?  F& I# T5 ^0 \1 V
34. }
    
35. USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

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; M0 X* a. U  n5 c5 Y4 M

SECTION 2

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
1 k9 X, y" U2 a! D/ w5 b; u" X

1. /*******
   ( g. h( f! L1 i' `9 T& i
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.
   * V+ j. G" z* V+ L- z; a
3. 输入:字符串的首地址
   * V: e" D- e' a+ z. p
4. 输出:无
   8 e! R& ?7 B" @
5. *******/
   
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   / O: V. T8 q/ _5 Z" O
7. {
   
8.     pDataByte = pData;
   ' f; L  s8 B' B2 F- n/ W
9.   
   
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.
    5 D' X6 A% n! N9 Z
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

( W7 z" N* l7 n6 b* E: c) @4 _中断处理函数如下
3 F, q, o7 G& F& B  [; t0 `/ {

1. /********
   
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   ' K7 N5 r$ z; Q6 v$ e
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   
4. * Input          : None
   
5. * Output         : None
   ' j( c9 G2 H4 o( g% c. B
6. * Return         : None
   
7. *********/
     n* ?% @* P5 t6 t. F  d/ L
8. void USART1_IRQHandler(void)
   ! x, F( }- w/ c0 D8 \% h" L- Q
9. {
   7 r6 m/ _( P* M; o1 J: C4 t& O  O
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET  )
    
11.     {
    " v- o' t4 z) }" _; h
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
      e6 L& ?. B( H8 J, W, r  z; E
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 ^' r! ~) D& @% `$ {
14.         else
    
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    / P5 w3 |' z" n! K  _5 G
16.     }
    4 g6 m( F! C- d7 L
17. 
    : m" [' |2 R. _+ n+ \9 M
18. }

复制代码

3 M: b' H" o/ s4 \其中u8 *pDataByte;是一个外部指针变量
1 Z6 C0 K' i6 F7 V3 ?- Z) N$ t3 f4 |
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。

串口初始化函数如下
7 S- d7 r' B6 W; u+ V
" H" @; P8 Q/ E/ X- g

1. /*********
   
2. 名称:  USART_Config
   
3. 功能:  设置串口参数
   + ?6 E  M  _/ d# e7 n( B
4. 输入:  无
   
5. 输出:  无
   
6. 返回:  无
     D2 M( l' _  o. E" }/ C
7. **********/
   
8. void USART_Config()
   
9. {
   , l1 q: W! R/ L7 ?2 C& s* u
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
    " |$ S' a2 i* V* N
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
    ' U) Q0 f: s2 P( |6 N9 i; C5 P
15.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
    
16.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    3 l. P/ V3 C, C0 M" l
17.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
    
18.   USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
    ! \% {, u8 M& o- }# G5 F9 n9 Q$ H
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    * y# A. h* t. l! D
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    
22.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    
23.   
    ; `! K# w( ~: }) \) R7 }! X
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
    8 ?& l: y9 s0 \, h  q6 N+ I6 k
25. 
    
26.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    . g+ b) i6 m: M# U
27. }

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# a3 N* K8 e3 N# Q7 Q7 Q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.

) }1 ?6 @; `8 ~) w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。

- @) h" k; X: g9 H9 Q# p发送函数如下：
3 U4 h7 Z0 X) r9 a4 [

1. /*******
   9 O% q# ]* p% x9 O# N6 m# p. a
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.
   
3. 输入:字符串的首地址
   7 L# `: E6 N$ B1 s
4. 输出:无
   : P6 C) u; ]* d
5. *******/
   2 |* F0 F2 E: q9 H' J& {- f1 t. E4 c
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   1 ^0 J- V" E" f' Z6 R* Z
7. {
   
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。
   * H0 B# m7 v  a9 c
10.    
    ; A6 V4 g# S* d4 g+ w+ E% t3 N
11. }
    ) G! M5 Q1 p1 A( O- ?

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. x5 o5 k0 |( \# q3 W7 W中断处理函数如下：
8 J& ^* W3 j/ ]  f: i, e8 a8 I, x
( X+ G1 t! }& R7 m. b, ]* @

1. /********
   
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   ) _  f7 P# _3 n: n
4. * Input          : None
   + Y) {+ Y; l" f* R
5. * Output         : None
   
6. * Return         : None
   * a5 k7 d. ]. A! x  Z  ~4 L4 W3 A/ y
7. ********/
   % t' L  N/ Y4 ?5 W
8. void USART1_IRQHandler(void)
   # w! S1 K6 U. C- H0 C( r
9. {
   
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET  )
    ' V3 G* M, r% u: ?1 g, G: L& }- R! p
11.     {
    
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
    
14.         else
    ; p; h1 F0 _0 s
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    6 N  k  ?6 o# p5 y5 w( P* o
16.     }
    
17. 
    
18. }

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, s' x' D- A5 n. D% }' |6 p% s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：
& t$ y$ D+ X/ H1 m

1. /************
   
2. 名称:  USART_Config
   0 {  G! U: n; e) L: I- G; r
3. 功能:  设置串口参数
   
4. 输入:  无
   
5. 输出:  无
   ; U! d/ \4 X. S  w
6. 返回:  无
   
7. ************/
   
8. void USART_Config()
   ) n$ `% T0 \( E- u
9. {
   & I' X" D7 z6 M5 S4 Y5 K
10.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
    % V: J; p1 B/ @; b! y6 I
11.   
    
12.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
    
13.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据位
    : P5 u" J5 X2 \4 B) U) e/ i6 W
14.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
    
15.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
    
16.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    7 q! p9 h' l1 }* k. _2 O6 A
17.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
    
18.   USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
      E3 ~9 L, X$ f; Q
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    # r; A% l7 Z( w* d# X
22. 
    
23.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    
24.   
    
25.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    / U  Y" @3 }% B+ [8 v
26. <div align="left">}</div>

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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)。

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。
6 T2 b+ @/ l3 \$ ~- R4 q& K0 u
- J! g& Q' P& M4 |: ?" K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。
8 c/ c/ A. C8 I# ~' a) {1 z
5 h" z( S9 H2 K3 Z) Q4 e, kTXEIE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。
' Q, j% w' k$ _2 f; }
7 a  c' ?" X( w, X9 `; S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。

+ h9 R& N1 n! h3 Q% W" W9 m3 `' S0 P

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;
   4 c% Y) |: t# K, \+ U
2. extern uint8_t *TXS;
   
3. extern __IO uint8_t TxLen; </div><div align="left">void USART1_IRQHandler(void)
   
4.     {
   
5.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
   5 ?1 T5 B  t0 w& n( C3 a8 M
6.             {                                               
   $ f# a7 h3 [/ j- _
7.                 if(TXS[TxCounter1]) //如果是可显示字符
   4 s& y4 a" n! G/ _
8.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
   
9.                 else   //发送完成后关闭TXE中断，
   5 h6 [1 A5 Y1 l+ ~7 n9 S
10.                     { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                        
    6 C7 g; s, p: S  I# P# T
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)
    
13.     {
    
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)
    
17.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
    
18.                 else   //发送完成后关闭TXE中断
    9 ]- }" `" e  x$ ~
19.                     { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                         
    
20.             }                    
    
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;
   / X: Q/ \, I, @: a
2. uint8_t TxBuffer1[]="0123456789ABCDEF";
   
3. uint8_t DST2[]="ASDFGHJKL";
   
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
   / }# T0 v/ r4 b" S2 q9 L
5.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer1;   //将TXS指向字符串TxBuffer1
   
6.     TxCounter1=0;                     //复位索引值
   : @* v4 r( E5 B8 i! A
7.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);   //启用TXE中断，即开始发送过程
   
8.     while(TxCounter1!=TxLen);   //等待发送完成
   
9. 
   
10.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer2;   //同上，最终发送的是ASDFGHJK
      r8 A& O4 m; Y
11.     TxCounter1=0;
    0 S; U6 s+ u5 b; H/ g3 v7 k
12.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);
    
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。