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。

3 f; C( m! `7 ^3 ]

SECTION 1

1. /*
   
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：
   4 D  s6 ]9 Y: Z& }$ q3 x
4.          
   ! t* \* j+ p7 L+ d, P2 G- \" q
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：
   6 V6 {" t% W8 e& _# L& s+ A
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。
   + M9 }; E8 ^% `
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
    : @0 E; e8 }" \7 l# N2 }! ~
12. 的描述配置DMA寄存器。
    $ R' G4 f/ J5 V; N
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。
    
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
    3 F, b+ x% e/ @! i) S; A
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
    7 G3 z' x$ `9 Y- L% _8 c. {
19. 最后一次传输。
    
20. */
    $ d5 B1 O3 [, |1 H: a: s4 P
21. //解决的办法：
    
22. //方法一
    * q  e" U+ r9 P0 G1 Y2 v; n
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.          
    + {: d9 I8 f- y) N8 N8 j5 t
28. //方法二：
    
29. //在执行
    6 i9 _" x! ~. a, f3 h5 i% d, ]
30. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
    
31. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)
    2 Y3 T1 i; c0 P. B' N$ H% N2 u8 \
32. {
    
33.         ; //等待空闲帧发送完成后  再清零发送标志
    ( y! X8 h! l3 _! T; o* r' b
34. }
    
35. USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

复制代码

' E7 P) L+ l* `7 Z) f  ]

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. /*******
   
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.
   . K  I( {  E, u7 @. G
3. 输入:字符串的首地址
   & m8 M, H; z; p- ]9 {( t
4. 输出:无
   3 @2 G6 M. _( K' I0 j4 ^1 S
5. *******/
   
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   
7. {
   ) Y0 y6 Y) [7 z8 u2 V/ w' N
8.     pDataByte = pData;
   
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.
    ( j/ F1 N- F8 L; a* U* [8 @
11.    
    
12.     USART_SendData(USART1, *(pDataByte++) ); //必须要++，不然会把第一个字符t发送两次
    % h. L6 f- e1 B
13. }

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$ d+ [$ T6 b" i# Q" N6 p中断处理函数如下
& v+ p' E, [7 M5 \9 V2 n4 ^

1. /********
   $ W( [, h9 J/ x0 o) k" j" X& W6 T
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   4 K: i" ^& ~. x: s
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   + i, E6 f& K6 P9 a9 e( l
4. * Input          : None
   - ~1 K4 F4 F/ c+ d
5. * Output         : None
   
6. * Return         : None
   
7. *********/
   & A6 \, t. n6 W7 H9 |; @& C
8. void USART1_IRQHandler(void)
   & m5 p( p* S* m% w: @
9. {
   6 y4 y) L' q, U/ d
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET  )
    
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
    / f% }- ~" @* G1 u1 H2 M2 m. x  \
14.         else
    4 s  @3 ~+ \, r" n$ J' s
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    
16.     }
    1 u8 s# u  q! S4 f+ Q
17. 
    ( t" M. Q( l8 z' \& A! G
18. }

复制代码

其中u8 *pDataByte;是一个外部指针变量

7 u3 I. N% [1 ~$ x" x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。

& k2 s( O4 N# r) r. s8 t& _

串口初始化函数如下

1. /*********
   
2. 名称:  USART_Config
   - D+ C, I% b) k$ q! ^: Q4 @
3. 功能:  设置串口参数
   $ b" I$ v7 A+ G) O3 r
4. 输入:  无
   * t* N/ V* s) g9 ?0 N; j
5. 输出:  无
   
6. 返回:  无
   , [+ J( a2 r- C
7. **********/
   
8. void USART_Config()
   . [/ b# a' ~# L  ]/ ^
9. {
   
10.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
    & {9 m* ]- d9 L! n' w- f$ R+ d" `& }
11.   
    ' t( S+ f( [) N# K" F% [: ^: y
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
    ' p) R% p9 o! i; L1 @
15.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
    7 _$ s9 r7 k+ x
16.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    $ Q( m( `* c1 Z4 ?
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
    
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    9 t( {3 d  D# A* o, n  {
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    & t6 ^8 Q( o8 p0 E
22.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    0 }: N0 l3 V1 \' i. e" K
23.   
    4 A% L2 N+ g! g/ c7 t. w/ R- v
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
    7 c$ m& F! U. P4 `, y1 K
25. 
    3 L6 N) Q+ s& G/ E9 _
26.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    
27. }

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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？？

$ N. I  ]3 c# X& C. j5 C# P

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.

3 R) Y; m! G) z6 \6 \6 B& Y
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 @4 D% [3 b1 N  i- x
$ f* L. ?- {4 v' I8 l$ c发送函数如下：

1. /*******
   - P  B# a/ i7 x6 ^% o7 r
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
   
4. 输出:无
   
5. *******/
   6 a" Z( A+ J4 K" L4 i
6. void USART_SendDataString( u8 *pData )
   
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。
   4 T; e: w( q- S5 ^+ f
10.    
    
11. }
    % O; i2 E. s% k: \4 v

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4 R; c# S3 X' o- S. k" B) {中断处理函数如下：

5 n' e0 m; s+ ]. j& J4 Q

1. /********
   
2. * Function Name  : USART1_IRQHandler
   
3. * Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
   ) n2 P# ?% |+ b* m. [4 X8 |
4. * Input          : None
   : r: \6 t+ Y) M( a& I2 v
5. * Output         : None
   
6. * Return         : None
   6 W! B( g3 b  S: L
7. ********/
   
8. void USART1_IRQHandler(void)
   
9. {
   
10.     if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET  )
    ) l4 h- j1 r' k# R. o
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
    0 d% V4 q! W3 V9 ~9 Z# @
14.         else
    ) f5 f1 _9 e) {: B, X
15.             USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    5 a/ y3 u" ]# s. e
16.     }
    * S, G& h4 I5 S. Q
17. 
    . g1 P# D/ C# h" }
18. }

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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. /************
   
2. 名称:  USART_Config
   
3. 功能:  设置串口参数
   / g! K' T- L: \. l
4. 输入:  无
     b6 f5 T  C$ L* v) V- q9 q
5. 输出:  无
   
6. 返回:  无
   " U) }, s  e' K7 ~
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
    
11.   
      J. `' @9 c7 b7 A( I; h
12.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
    % U+ }, p' k, e- f- l! C/ [
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
    
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
    1 x' F+ o" ^  K+ E9 ?9 J% m) Y
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
    ( ], w6 ?  M% D6 H) q1 E# |
19.   USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
    ) O- C9 d* }: g$ D- \" @+ S9 V
20.   USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
    
21.   USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
    
22. 
    ) ?! U, l" L+ N2 V3 B8 Z
23.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//设置到USART1
    6 g; \9 \6 h9 Q
24.   
    ' a3 e7 K5 q- O# D
25.   USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
    
26. <div align="left">}</div>

复制代码

SECTION 3

! i# J- c1 d. q7 b- b+ ?

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)。

" r# _# _. W+ E8 w3 n; E+ j2 {! `- z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。

% z$ c, I6 V" [# ]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。

; e1 x$ P! r5 K0 r( f" x6 _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。
: ^  d+ `$ d4 Z
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。

6 e9 ^8 G0 L6 W7 T; K3 F

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;
   : H2 A( I( E9 t8 b
2. extern uint8_t *TXS;
   " A1 O, n4 H9 x; B1 K  J
3. extern __IO uint8_t TxLen; </div><div align="left">void USART1_IRQHandler(void)
   
4.     {
   & Q0 m3 Q$ \3 {3 O1 c9 n) m, ^  u
5.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
   
6.             {                                               
   1 W, B3 E0 v4 g1 X% ]
7.                 if(TXS[TxCounter1]) //如果是可显示字符
   
8.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
   ' y' X5 r$ x1 I  x- T6 t" f( i4 R
9.                 else   //发送完成后关闭TXE中断，
   - r8 r1 D! B" L
10.                     { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                        
    
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.     {
    ! w* S8 D7 G. k+ |& k  O6 w; O
14.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) //对USART_DR的写操作，将该位清零。
    " D& D9 \5 F# |% w, q5 K1 x- q
15.             {                                             
    
16.                 if(TxCounter1<TxLen)
    
17.                     { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
    
18.                 else   //发送完成后关闭TXE中断
    
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;
   6 s6 E+ F: i, I1 ~1 ?9 F
2. uint8_t TxBuffer1[]="0123456789ABCDEF";
   
3. uint8_t DST2[]="ASDFGHJKL";
   6 @6 `# h: ]- Y4 R' _8 e2 {2 b% K: Q
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
   
5.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer1;   //将TXS指向字符串TxBuffer1
   $ X# f2 Y0 R* ^; `& q
6.     TxCounter1=0;                     //复位索引值
   ( J5 i0 ?2 s" Q! `. t' v
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. 
   / q/ ]) @& `" T( ~* o6 O# \6 t
10.     TXS=(uint32_t *)TxBuffer2;   //同上，最终发送的是ASDFGHJK
    9 j6 B, S$ @" l
11.     TxCounter1=0;
    
12.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);
    & b' ]2 `; }. l2 E7 D7 M/ u& V8 c0 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。

: S; I8 A* A4 U# V# q, V5 v% f