STM32单片机的串口理解

发表于 2023-4-30 20:26

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。

发表于 2023-4-30 20:27

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：

复制



extern __IO uint8_t TxCounter1;

extern uint8_t *TXS;

extern __IO uint8_t TxLen; 



void USART1_IRQHandler(void)

    {

        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)

            {                                               

                if(TXS[TxCounter1]) //如果是可显示字符

                    { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}

                else   //发送完成后关闭TXE中断，

                    { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                        

            }                   

    }



        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：



void USART1_IRQHandler(void)

    {

        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) //对USART_DR的写操作，将该位清零。

            {                                              

                if(TxCounter1<TxLen)

                    { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}

                else   //发送完成后关闭TXE中断

                    { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                         

            }                    

    }

发表于 2023-4-30 20:28

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。

发表于 2023-4-30 20:29

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：

复制



uint32_t *TXS;

uint8_t TxBuffer1[]="0123456789ABCDEF";

uint8_t DST2[]="ASDFGHJKL";

__IO uint8_t TxLen = 0x00;



     TxLen=8;                               //发送8个字符，最终发送的是01234567

    TXS=(uint32_t *)TxBuffer1;   //将TXS指向字符串TxBuffer1

    TxCounter1=0;                     //复位索引值

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);   //启用TXE中断，即开始发送过程

    while(TxCounter1!=TxLen);   //等待发送完成



    TXS=(uint32_t *)TxBuffer2;   //同上，最终发送的是ASDFGHJK

    TxCounter1=0;

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);

    while(TxCounter1!=TxLen);

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。

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