STM32-标准库实现中断方式的串口通信

STM32-标准库实现中断方式的串口通信

实验任务

使用标准库方式，设置USART1 波特率为115200，1位停止位，无校验位，采用中断方式完成下列任务：

STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”；
当上位机给stm32发送字符串“stop”后，stm32暂停发送“hello windows！”；
发送一个字符串“start”后，stm32继续发送。

实验过程

创建好工程后，在Hardware文件夹下新建两个文件：Serial.h 和 Serial.c，用来编写串口收发数据的相关代码。
串口通信相关变量和函数介绍：
- char Serial_RxPacket[]：缓存数组，当单片机接收到的上位机的数据后，存放在这个数组里。
- uint8_t Serial_RxFlag：判断数据是否全部接收完成，如果上位机发送过来的数据，单片机全部接收完毕，就把这个变量置为1，否则为0。
- void Serial_Init(void)：串口初始化函数，进行一些串口、引脚和模式的配置。
- void Serial_SendByte(uint8_t Byte)：单片机给上位机发送一个字节。
- void Serial_SendString(char *String)：单片机给上位机发送一个字符串。

在Serial.h中编写如下代码：

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include <stdio.h>

extern char Serial_RxPacket[]; // 单片机接收到的上位机的数据，存放在这里
extern uint8_t Serial_RxFlag; // 判断数据是否全部接收完成

void Serial_Init(void); // 串口初始化函数
void Serial_SendByte(uint8_t Byte); // 单片机给上位机发送一个字节
void Serial_SendString(char *String); // 单片机给上位机发送一个字符串

#endif

在Serial.c中对相应变量进行初始化，对相应函数进行实现，代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

char Serial_RxPacket[100];
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
    // 使能USART1和GPIOA的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置USART1的引脚
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;     // 复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;           // USART1的TX引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   // GPIO速度
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置USART1的引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;       // 输入上拉
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;          // USART1的RX引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   // GPIO速度
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置USART1
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;                          // 波特率
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无硬件流控
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;       // 发送和接收模式
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;                   // 无校验
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                // 1个停止位
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;           // 数据位长度为8位
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 使能USART1的接收中断
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

    // 配置中断分组为第2组
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    // 配置USART1接收中断的中断处理函数的优先级
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;        // USART1的中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          // 使能中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级为1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;       // 子优先级为1
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 使能USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}

中断函数实现：

本实验选择在中断函数内去接收上位机的数据，并且规定：上位机发送的数据，必须以@为开头，并且结尾要带有换行。

在Serial.c中继续添加中断函数代码：

void USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;
	static uint8_t pRxPacket = 0;
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		
		if (RxState == 0)
		{
			if (RxData == '@' && Serial_RxFlag == 0)
			{
				RxState = 1;
				pRxPacket = 0;
			}
		}
		else if (RxState == 1)
		{
			if (RxData == '\r')
			{
				RxState = 2;
			}
			else
			{
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = RxData;
				pRxPacket ++;
			}
		}
		else if (RxState == 2)
		{
			if (RxData == '\n')
			{
				RxState = 0;
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = '\0';
				Serial_RxFlag = 1;
			}
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

至此，串口部分的代码就完成了。

在main.c中输入以下代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "Serial.h"
#include "string.h"

// 如果为0，就持续发送“Hello Windows!”，为1，就停止发送
static uint8_t sendFlag = 0;

int main(void)
{
	Serial_Init();
	
	while (1)
	{
		if (sendFlag == 0) { 
			Serial_SendString("Hello Windows!\r\n"); // 给上位机发送信息
			Delay_ms(1000); // 延时1秒
		}
		if (Serial_RxFlag == 1) // 单片机接收完毕
		{
			if (strcmp(Serial_RxPacket, "start") == 0) // 上位机发送的数据为“start”
			{
				sendFlag = 0;
			}
			else if (strcmp(Serial_RxPacket, "stop") == 0) // 上位机发送的数据为“stop”
			{
				sendFlag = 1;
			}
			Serial_RxFlag = 0;  // 重新等待接收
		}
	}
}