UART 发送数据丢失最后一个字节

只看该作者 · 2021-11-8 10:28

问题：
该问题由某客户提出，发生在 STM32F103VCT6 器件上。据其工程师讲述：在其产品的设计中要使用 STM32 的 STOP 低功
耗模式。而在使 STM32 进入 STOP 模式之前，需要对整个系统做一些设置工作，其中一项工作是通过 USART3 向某个功能
模组发送一个命令报文。在实测中发现，该报文没有发全，总是缺少最后一个字节。

只看该作者 · 2021-11-8 10:32

调研：
使用示波器观察 STM32 在进入 STOP 模式前从 USART3 发出的最后一个报文，确认的确缺少正常报文的最后一个字节。编
写测试程序，每一秒钟从 USART3 发送一次该报文。借助 windows 的超级终端接收，经长时间观察，未见异常。修改其软件，
将进入 STOP 模式的代码用 while(1)替代，如表（一）所示：

重新编译、执行。使用示波器观察，程序在执行到 while(1)之前， STM32 从 USART3 发出的最后一个报文。结果显示，该
报文是完整的，如图（一）所示：

修改代码，在 while(1)语句之前加一行对 GPIO 翻转的代码，如表（二）所示：

重新编译、执行。使用示波器观察， STM32 从 USART3 发出的最后一个报文与 PB7 上的信号的相位关系。结果表明，报文
的最后一个字节发出之前， PB7 已翻转，如图（二）所示：

由此可以推断：运行原来的程序时， STM32 在未来得及从 USART3 上发出最后一个字节时，已进入了 STOP 模式。检查其
软件中，从 USART3 发送报文的代码，表（三）所示：

对其进行修改，将 USART_FLAG_TXE 替换为 USART_FLAG_TC，如表（四）所示：

重新编译、执行。使用示波器观察 STM32 从 USART3 发出的最后一个报文与 PB7 上的信号的相位关系。结果表明，在
PB7 翻转之前，报文的内容已全部发出，见图（三）：

去掉程序中加入的调试代码，恢复进入 STOP 模式的功能，重新测试。 STM32 在进入 STOP 模式之前，发出的最后一个报
文是完整的。

只看该作者 · 2021-11-8 10:35

结论：
错误使用 USART_FLAG_TXE 作为判断数据在 USART 上发送完成的依据，而导致最后一个字节的数据未及发出即进入了
STOP 模式

只看该作者 · 2021-11-8 10:37

处理：
将 USART_FLAG_TXE 换成 USART_FLAG_TC，作为判定数据在 USART 上发送完的依据。

只看该作者 · 2021-11-8 10:38

建议：
在 STM32 状态寄存器 USART_SR 中有两个标志位是和数据发送的完成情况相关的：

1. TXE 发送缓冲区空标志
2. TC 发送完成标志
这两个标志的区别在于：它们分别表示数据在发送过程中，在两个不同的阶段中的完成情况。 TXE 表示数据被从发送缓冲区
中取走，转移到的移位寄存器中，此时发送缓冲是空的，可以向其中补充新的数据了。而 TC 则表示最后放入发送缓冲区的
数据已经完成了从移位寄存器向发送信号线 Tx 上的转移。所以，判定数据最终发送完成的标志是 TC，而不是 TXE。