【经验分享】STM32串口发送数据和接收数据方式总结

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STMCU小助手发布时间：2022-6-21 19:43

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文章简介:	STM32串口发送数据和接收数据方式总结

串口发送数据1、串口发送数据最直接的方式就是标准调用库函数。

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);

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第一个参数是发送的串口号，第二个参数是要发送的数据了。但是用过的朋友应该觉得不好用，一次只能发送单个字符，所以我们有必要根据这个函数加以扩展：

void Send_data(u8 *s)
{
while(*s!='\0')
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC )==RESET);
USART_SendData(USART1,*s);
s++;
}
}

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以上程序的形参就是我们调用该函数时要发送的字符串，这里通过循环调用USART_SendData来一一发送我们的字符串。

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC )==RESET);

这句话有必要加，他是用于检查串口是否发送完成的标志，如果不加这句话会发生数据丢失的情况。这个函数只能用于串口1发送。有些时候根据需要，要用到多个串口发送那么就还需要改进这个程序。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++;
}
}

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这样就可实现任意的串口发送。但有一点，我在使用实时操作系统的时候（如UCOS,Freertos等），需考虑函数重入的问题。

当然也可以简单的实现把该函数复制一下，然后修改串口号也可以避免该问题。然而这个函数不能像printf那样传递多个参数，所以还可以在改进，最终程序如下：

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 ) // 判断是否到达字符串结束符
{
if ( * Data == 0x5c ) //'\'
{
switch ( *++Data )
{
case 'r': //回车符
USART_SendData(USARTx, 0x0d);
Data ++;
break;
case 'n': //换行符
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':
//十进制
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 );
}
}

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该函数就可以像printf使用可变参数，方便很多。通过观察函数但这个函数只支持了%d,%s的参数，想要支持更多，可以仿照printf的函数写法加以补充。

2、直接使用printf函数。

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数：

如果不想添加以上代码，也可以勾选以下的Use MicroLI选项来支持printf函数使用：

串口接收数据

串口接收最后应有一定的协议，如发送一帧数据应该有头标志或尾标志，也可两个标志都有。

这样在处理数据时既能能保证数据的正确接收，也有利于接收完后我们处理数据。串口的配置在这里就不在赘述，这里我以串口2接收中断服务程序函数且接收的数据包含头尾标识为例。

#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) //中断产生
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中断标志
Uart2_Buffer[Uart2_Rx] = USART_ReceiveData(USART2); //接收串口1数据到buff缓冲区
Uart2_Rx++;
if(Uart2_Buffer[Uart2_Rx-1] == 0x0a || Uart2_Rx == Max_BUFF_Len) //如果接收到尾标识是换行符（或者等于最大接受数就清空重新接收）
{
if(Uart2_Buffer[0] == '+') //检测到头标识是我们需要的
{
printf("%s\r\n",Uart2_Buffer); //这里我做打印数据处理
Uart2_Rx=0;
}
else
{
Uart2_Rx=0; //不是我们需要的数据或者达到最大接收数则开始重新接收
}
}
}
}

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数据的头标识为“\n”，即换行符，尾标识为“+”。该函数将串口接收的数据存放在USART_Buffer数组中，然后先判断当前字符是不是尾标识，如果是说明接收完毕，然后再来判断头标识是不是“+”号，如果还是那么就是我们想要的数据，接下来就可以进行相应数据的处理了。但如果不是那么就让Usart2_Rx=0重新接收数据。

这样做的有以下好处：

可以接受不定长度的数据，最大接收长度可以通过Max_BUFF_Len来更改
可以接受指定的数据
防止接收的数据使数组越界

这里我的把接受正确数据直接打印出来，也可以通过设置标识位，然后在主函数里面轮询再操作。

以上的接收形式，是中断一次就接收一个字符，这在UCOS等实时内核系统中频繁的中断，非常消耗CPU资源，在有些时候我们需要接收大量数据时且波特率很高的情况下，长时间中断会带来一些额外的问题。

所以以DMA形式配合串口的IDLE（空闲中断）来接受数据将会大大的提高CPU的利用率，减少系统资源的消耗。首先还是先看代码。

#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; //这里我们通过先读SR（状态寄存器）和DR（数据寄存器）来清USART_IT_IDLE标志
DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);
temp = DMA_USART1_RECEIVE_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); //接收的字符串长度=设置的接收长度-剩余DMA缓存大小
for (i = 0;i < temp;i++)
{
Uart2_Buffer = USART1_RECEIVE_DMABuffer;
}
//设置传输数据长度
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5,DMA_USART1_RECEIVE_LEN);
//打开DMA
DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);
}
}

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之前的串口中断是一个一个字符的接收，现在改为串口空闲中断，就是一帧数据过来才中断进入一次。而且接收的数据时候是DMA来搬运到我们指定的缓冲区（也就是程序中的USART1_RECEIVE_DMABuffer数组），是不占用CPU时间资源的。

最后在讲下DMA的发送：

#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);
}

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这里需要注意下DMA_Cmd(DMA1_Channel4,DISABLE)函数需要在设置传输大小之前调用一下，否则不会重新启动DMA发送。

有了以上的接收方式，对一般的串口数据处理是没有问题的了。下面再讲一下，在ucosiii中我使用信号量+消息队列+储存管理的形式来处理我们的串口数据。先来说一下这种方式对比其他方式的一些优缺点。

一般对串口的处理形式是"生产者"和"消费者"的模式,即本次接收的数据要马上处理，否则当数据大量涌进的时候，就来不及"消费"掉生产者（串口接收中断）的数据，那么就会丢失本次的数据处理。所以使用队列就能够很方便的解决这个问题。

在下面的程序中，对数据的处理是先接受，在处理，如果在处理的过程中，有串口中断接受数据，那么就把它依次放在队列中，队列的特征是先进先出，在串口中就是先处理先接受的数据，所以根据生产和消费的速度，定义不同大小的消息队列缓冲区就可以了。缺点就是太占用系统资源，一般51单片机是没可能了。下面是从我做的项目中截取过来的程序：