1 使用定时器判断

这种方式建立在两帧数据不可能连续发送的基础上，也是modbus判断帧结束的方式，在接收到第一个字节的时候打开定时器，如果继续接收到数据则更新定时器，在被设定时间内没有接收到数据则定时器超时。

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关于定时器的设定时间有这样几个问题

其一是如果定时器超时时间大于发送两帧数据的时间间隔，则接收到的一帧数据实际上是几帧，更可能定时器无法超时，一直处于接收状态。

其二是如果定时器超时小于发生两个字节的时间间隔，则在接收到1个字节定时器就超时了。

我们于是只能设定一个尽量小但又不影响接收连续字节的时间，例如ModBus通信时规定发送完一组命令必须间隔3.5个字符时间间隔再发送下一组新命令，这里规定的便是定时器的超时时间。

关于时间的计算

首先，1个字符窗口包含起始位，数据位，校验位，停止位，其中有些位长度不一定，这里我们按1+8+1+1来计算。波特率表示的意思是在1000ms内可以传送的位数，设3.5个字节所用时间为X，波特率为9600则:

3.5*11 / X = 9600 / 1000

X = 4.010416666666667 ms

X代表的意思是两帧数据间隔时间至少为此，我们程序的超时定时器可以设定为4ms。同时也知道波特率变化是会影响该值。

示例

这里使用的是STM32F103单片机，没有使用操作系统，使用的串口1和定时器3的通道1，这样定时器还能被用来干其他事，而不是完全被串口绑定。方式和上文有一点点差距，也就是在接收到非首字节数据时，不是重置定时器，而是更新通道超时的时间。通道1使用的是输出比较，也就是定时器计数达到这个比较值就会发生中断，我在接收数据时不断修改这个比较值，达到和更新定时器同样的目的。

下列便是相关代码，其中的fifo操作见另一篇文章

标志位

static uint8_t u1_Data_Start_Recive_Flag=0;//标志数据开始接收

static uint8_t u1_Data_recive_Flag=0;//标志数据正在接收

串口1初始化

void usart_init(int buad)

{

//GPIO端口设置

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟

USART_DeInit(USART1); //复位串口1

//USART1_TX PA.9

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9

//USART1_RX PA.10

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA10

//Usart1 NVIC 配置

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

//USART 初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = buad; //一般设置为9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长为8位数据格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //开启中断

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

FifoInit( &usart1_recive_fifo, usart1_recive_buffer, 200 );

}

定时器初始化

这里设定的计数器自动填充值和预分配可以按照整体需求来配置，当然得大于准备设定的区分字节间隔的最小时间

void timer3_init()

{

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

// RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div1);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xfffe; //设定计数器自动重装值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =999; //预分频器 72000

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

// TIM_PrescalerConfig(TIM1, PrescalValue,TIM_PSCReloadMode_Immediate);

//输出比较时间模式配置：通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 100;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

//TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);//禁止预装载使能

//TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC1,ENABLE);//使能中断

//TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC2,ENABLE);//使能中断

//TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);//清楚中断标识位

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子优先级

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

串口1中断服务程序

该函数是库函数提供，事件的中断函数

void USART1_IRQHandler(void)

{

if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)

{

usart_irq_free(1);

if( FifoPush( &usart1_recive_fifo, (char)(USART_ReceiveData(USART1)) ) == 0 ) //存入数据

{

}

else

{

//error

}

}

}

状态切换函数，在上面的系统中断被调用

void usart_irq_free(uint8_t usart)

{

switch(usart)

{

case 1:

if(!u1_Data_Start_Recive_Flag && !u1_Data_recive_Flag) //需要获取数据且还未开始接收

{

usart_set_recive_start(1);

}

else if(!u1_Data_Start_Recive_Flag && u1_Data_recive_Flag) //需要获取数据且正在接收

{

usart_set_recive_ing(1);

}

break;

}

当接到首字节

这里获取当前定时器计数值，然后设定匹配为2000个计数，这里我设定了一个比较大的值，在定时器初始化是进行了千分频，这里时间间隔约为27.7ms，当然是我随意设定的一个较大的值，更加需求修改即可。

void usart_set_recive_start(uint8_t usart)

{

if(usart ==1)

{

FifoFlush(&usart1_recive_fifo);

u1_Data_Start_Recive_Flag = 0;

u1_Data_recive_Flag = 1;

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);//开启定时器

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC1,ENABLE);

TIM_SetCompare1(TIM3, TIM_GetCounter(TIM3)+2000); //

}

}

数据接收中状态

更新定时器匹配值，放置在接收图中定时器中断

void usart_set_recive_ing(uint8_t usart)

{

if(usart ==1)

{

u1_Data_Start_Recive_Flag = 0;

u1_Data_recive_Flag = 1;

TIM_SetCompare1(TIM3, TIM_GetCounter(TIM3)+2000);

}

}

定时器中断

库函数提供，当发生中断时也就是一帧数据接收完成时，这里进行状态切换，和调用回调，告诉上层完成了一帧数据的接收

void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断

{

if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1); //清除TIMx更新中断标志

usart_set_recive_end(1);

if(usart1_irq_callback !=NULL)

{

usart1_irq_callback();

}

usart_start_recive(1);

}

if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_FLAG_Update) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_FLAG_Update);

//Timer3_Update_IRQ();

}

}

一帧数据接收完成切换状态

void usart_set_recive_end(uint8_t usart)

{

if(usart ==1)

{

TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC1,DISABLE);

USART_Cmd(USART1, DISABLE);

u1_Data_Start_Recive_Flag = 1;

u1_Data_recive_Flag = 0;

}

}

帧完成回调函数

定义函数指针

void (*usart1_irq_callback)(void);

通过接口函数让外部对其赋值

void set_usart1_irq_callback( void (*callback)(void) )

{

usart1_irq_callback = callback;

}

串口的数据发送(和本文没啥关系)

void usart_send_buffer(uint8_t usart,uint8_t *data,int len)

{

int i=0;

switch(usart)

{

case 1:

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

for(i=0;i

{

USART_SendData( USART1,(unsigned char) data[i]);

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

USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TXE);

}

//USART_Cmd(USART1, DISABLE);

break;

}

}

外部调用

每当接收到一帧数据则function_callback函数被调用

usart1_init();

timer3_init();

set_usart1_irq_callback(function_callback);

2 解析协议方式

该方式便是通过协议中的保存的长度、包头、包尾等信息来判断帧接收完成。通常是将数据保存在一个循环buffer中，从中去找对应信息，根据信息判断取出一帧数据还是继续等待。

3 空闲中断

在STM32中有个串口空闲中断，在总线由忙碌转为空闲时(RXNE被置为)参数这个中断，我们可以利用这个中断来知道一帧传输接收，需要进行处理。

下面是SMT32L151的示例代码，首先在串口初始化时，也使能空闲中断

USART_ITConfig( uart, USART_IT_IDLE, ENABLE );

然后在对于的中断函数中进行处理，其中清除中断标志位根据手册所示，对SR、DR进行读操作，最后我调用回调函数来将帧接收完成的事告诉外层。

void USART1_IRQHandler( void )

{

unsigned char temp;

···

if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE)==SET)

{

temp=USART1->SR;

temp=USART1->DR; //清除标志位

//完成接收

if( UartIdel[0] != NULL )

UartIdel[0]();

}

···

}

被关联的回调函数，用来测试该功能，接收到什么就发送什么

void SerialBoardIdelCallback()

{

char tempBuffer[10];

uint8_t len=GetSerialBoardReciveDataSize();

if(len<=10)

{

GetSerialBoardReciveData(tempBuffer,len);

SerialBoardSendData((unsigned char *)tempBuffer,len);

}

}