27.串口通信实验源码讲解

串口通信实验源码讲解

笔记基于正点原子官方视频
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在工程文件中，位置：工程文件-SYSTEM-usart.c文件下定义好了串口通讯的库文件，可以直接用printf函数调用

一、printf函数

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{ int handle;
};
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
_sys_exit(int x)
{ x = x; }
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
USART1->DR = (u8) ch;
return ch;
}
#endif

下面是摘抄百度百科的关于C语言中printf函数的知识
printf()函数的调用格式为:
printf("<格式化字符串>", <参量表>);
其中格式化字符串包括两部分内容: 一部分是正常字符, 这些字符将按原样输出; 另一部分是格式化规定字符, 以"%“开始, 后跟一个或几个规定字符,用来确定输出内容格式。参量表是需要输出的一系列参数, 其个数必须与格式化字符串所说明的输出参数个数一样多, 各参数之间用”,"分开, 且顺序一一对应, 否则将会出现意想不到的错误。

规定符
%d 十进制有符号整数
%u 十进制无符号整数
%f 浮点数
%s 字符串
%c 单个字符
%p 指针的值
%e 指数形式的浮点数
%x, %X 无符号以十六进制表示的整数
%o 无符号以八进制表示的整数
%g 把输出的值按照%e或者%f类型中输出长度较小的方式输出
%p 输出地址符
%lu 32位无符号整数
%llu 64位无符号整数
说明
(1).可以在“%”和字母之间插进数字表示最大场宽。例如：%3d表示输出3位整型数，不够3位右对齐。%9.2f表示输出场宽为9的浮点数，其中小数位为2，整数位为6，小数点占一位，不够9位右对齐。%8s表示输出8个字符的字符串，不够8个字符右对齐。如果字符串的长度、或整型数位数超过说明的场宽，将按其实际长度输出。但对浮点数，若整数部分位数超过了说明的整数位宽度，将按实际整数位输出；若小数部分位数超过了说明的小数位宽度，则按说明的宽度以四舍五入输出。另外，若想在输出值前加一些0，就应在场宽项前加个0。
例如：%04d表示在输出一个小于4位的数值时，将在前面补0使其总宽度为4位。如果用非浮点数表示字符或整型量的输出格式，小数点后的数字代表最大宽度，小数点前的数字代表最小宽度。
例如：%6.9s表示显示一个长度不小于6且不大于9的字符串。若大于9，则第9个字符以后的内容将被删除。
(2).可以在“%”和字母之间加小写字母l，表示输出的是长型数。
例如：%ld表示输出long整数%lf表示输出double浮点数
(3).可以控制输出左对齐或右对齐，即在"%“和字母之间加入一个”-"号可说明输出为左对齐, 否则为右对齐。
例如：%-7d 表示输出7位整数左对齐%-10s 表示输出10个字符左对齐
一些特殊规定字符作用
\n 换行
\f 清屏并换页
\r 回车
\t Tab符
\xhh 表示一个ASCII码用16进表示,
其中hh是1到2个16进制数

二、实验例子

1.实验现象

从电脑串口助手发送长度为200以内任意长度的字符串给STM32串口1（字符串以回车换行标识结束），STM32接收到字符串之后，一次性通过串口1把所有数据返回给电脑。

2.实验过程

把每个接收到的数据保存在一个程序定义的Buffer数组中（数组长度为200），同时把接收到的数据个数保存在定义的变量中。程序通过对接收到的每个数据进行结束判断（接收到回车0x0d之后再接收到换行0x0a），程序接收结束之后，设置相应的标记位，标记结束。。。外部循环通过判断标志位来判断程序结束，然后一次性通过串口1发送出来。发送完成之后，所有标志位和数据量都清零。

#define USART_REC_LEN 200        //定义最大接收字节数 200
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
u16 USART_RX_STA;               //接收状态标记

注意： 回车的ASCII码为0X0D，即系统判断当收到回车时表示这一次串口数据输入完毕，即将发送，在接收完成时，系统返回0X0A

这一讲建议看视频，网址： https://www.bilibili.com/video/BV1Wx411d7wT?p=36

三、usart.c文件源码

#include "usart.h"
#include "delay.h"
//
//如果使用os,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"                 //os 使用
#endif//
//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
//#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{ int handle;
}; FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{ x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{   while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   USART1->DR = (u8) ch;      return ch;
}
#endif #if EN_USART1_RX   //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15， 接收完成标志
//bit14， 接收到0x0d
//bit13~0，   接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记 u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART句柄//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)
{   //UART 初始化设置UART1_Handler.Instance=USART1;                     //USART1UART1_Handler.Init.BaudRate=bound;                 //波特率UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;   //字长为8位数据格式UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;      //一个停止位UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;         //无奇偶校验位UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE;   //无硬件流控UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;           //收发模式HAL_UART_Init(&UART1_Handler);                        //HAL_UART_Init()会使能UART1HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);//该函数会开启接收中断：标志位UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以及接收缓冲接收最大数据量}//UART底层初始化，时钟使能，引脚配置，中断配置
//此函数会被HAL_UART_Init()调用
//huart:串口句柄void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{//GPIO端口设置GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1，进行串口1 MSP初始化{__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();         //使能GPIOA时钟__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();           //使能USART1时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9;           //PA9GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;        //复用推挽输出GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;        //高速GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF7_USART1;    //复用为USART1HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);      //初始化PA9GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10;          //PA10HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);       //初始化PA10#if EN_USART1_RXHAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);       //使能USART1中断通道HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3);    //抢占优先级3，子优先级3
#endif  }}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1{if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成{if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d{if(aRxBuffer[0]!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 }else //还没收到0X0D{   if(aRxBuffer[0]==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;else{USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=aRxBuffer[0] ;USART_RX_STA++;if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收     }      }}}
}//串口1中断服务程序
void USART1_IRQHandler(void)
{ u32 timeout=0;u32 maxDelay=0x1FFFF;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS       //使用OSOSIntEnter();
#endifHAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);  //调用HAL库中断处理公用函数timeout=0;while (HAL_UART_GetState(&UART1_Handler) != HAL_UART_STATE_READY)//等待就绪{timeout++;超时处理if(timeout>maxDelay) break;      }timeout=0;while(HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK)//一次处理完成之后，重新开启中断并设置RxXferCount为1{timeout++; //超时处理if(timeout>maxDelay) break;  }
#if SYSTEM_SUPPORT_OS       //使用OSOSIntExit();
#endif
}
#endif  /*下面代码我们直接把中断控制逻辑写在中断服务函数内部。说明：采用HAL库处理逻辑，效率不高。*/
/*
//串口1中断服务程序
void USART1_IRQHandler(void)
{ u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS       //使用OSOSIntEnter();
#endifif((__HAL_UART_GET_FLAG(&UART1_Handler,UART_FLAG_RXNE)!=RESET))  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾){HAL_UART_Receive(&UART1_Handler,&Res,1,1000); if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成{if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d{if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 }else //还没收到0X0D{   if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;else{USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;USART_RX_STA++;if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收   }      }}          }HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);
#if SYSTEM_SUPPORT_OS       //使用OSOSIntExit();
#endif
}
#endif
*/