利用定时中断接收不定长度的串口数据

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在使用串口时,通常会遇到一些功能,如在TFT屏幕上显示串口收到的字符串,这些字符串直接是对方printf过来的,没有任何协议,此时为了保证显示内容是一整个句子(通常句子发送会有间隔),这是我们可以用定时器进行判断是否接收完成。

以stm32f4为例,代码基于正点原子的例程,为了阅读方便,删除了部分注释。
我们需要用到定时器和串口两部分:

timer.h进行定时器初始化函数的声明。

#ifndef _TIMER_H
#define _TIMER_H
#include "sys.h"

void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc);

#endif

timer.c进行定时器的定义及中断函数说明,其中中断函数内容的意思大致就是,当定时器溢出(计时到了),强制标记接收完成,然后清除中断标志位,禁用定时器,等待用户处理串口接收buffer。

#include "timer.h"
#include "led.h"


extern vu16 USART3_RX_STA;

//定时器7中断服务程序		    
void TIM7_IRQHandler(void)
{ 	
	if (TIM_GetITStatus(TIM7, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断
	{	 			   
		USART3_RX_STA|=1<<15;	//标记接收完成
		TIM_ClearITPendingBit(TIM7, TIM_IT_Update  );  //清除TIM7更新中断标志    
		TIM_Cmd(TIM7, DISABLE);  //关闭TIM7 
	}	    
}
 
//通用定时器中断初始化
//这里始终选择为APB1的2倍,而APB1为36M
//arr:自动重装值。
//psc:时钟预分频数		 
void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE);//TIM7时钟使能    
	
	//定时器TIM7初始化
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
	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(TIM7, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
	TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM7中断,允许更新中断
   
	TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);//使能定时器7
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级0
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;		//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
	
}

usart3.h中是对buffer长度的定义,及相关函数的声明。

#ifndef __USART3_H
#define __USART3_H	 
#include "sys.h"  
#include "timer.h"

#define USART3_MAX_RECV_LEN		400					//最大接收缓存字节数
#define USART3_MAX_SEND_LEN		400					//最大发送缓存字节数

extern u8  USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 		//接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN字节
extern u8  USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN]; 		//发送缓冲,最大USART3_MAX_SEND_LEN字节
extern u16 USART3_RX_STA;   						//接收数据状态

void usart3_init(u32 bound);				//串口3初始化 
void u3_printf(char* fmt, ...);
void u3_putchar(u8 data);
#endif

usart3.c中是中断服务函数和配置函数。
其中__align关键字用于内存对齐,具体可以参考原子的解释:
FATFS一个小BUG搞了我2天才解决.特此发帖,希望大家不要重蹈我的覆辙.

#include "delay.h"
#include "usart3.h"
#include "stdarg.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "timer.h"

//串口发送缓存区
__align(8) u8 USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN]; 	//发送缓冲,最大USART3_MAX_SEND_LEN字节
//串口接收缓存区
__align(8) u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 	//接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN个字节.


//通过判断接收连续2个字符之间的时间差不大于100ms来决定是不是一次连续的数据.
//如果2个字符接收间隔超过100ms,则认为不是1次连续数据.也就是超过100ms没有接收到
//任何数据,则表示此次接收完毕.
//接收到的数据状态
//[15]:0,没有接收到数据;1,接收到了一批数据.
//[14:0]:接收到的数据长度
u16 USART3_RX_STA=0;
void USART3_IRQHandler(void)
{
    u8 res;
    if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据
    {

        res =USART_ReceiveData(USART3);
        if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据
        {
            if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)		//还可以接收数据
            {
                TIM_SetCounter(TIM7,0);//计数器清空
                if(USART3_RX_STA==0)
                    TIM_Cmd(TIM7, ENABLE);  //使能定时器7
                USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;		//记录接收到的值
            } else
            {
                USART3_RX_STA|=1<<15;					//强制标记接收完成
            }
        }
    }
}

//初始化IO 串口3
//bound:波特率
void usart3_init(u32 bound)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    USART_DeInit(USART3);  //复位串口3

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能GPIOB时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART3时钟


    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_10; //GPIOB11和GPIOB10初始化
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化GPIOB11,和GPIOB10


    GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_USART3); //GPIOB11复用为USART3
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART3); //GPIOB10复用为USART3

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_2;//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(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3

    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断

    USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口


    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//抢占优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
    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

    TIM7_Int_Init(100-1,8400-1);	//10ms中断一次

    TIM_Cmd(TIM7, DISABLE); //关闭定时器7

    USART3_RX_STA=0;				//清零
}

//串口3,printf 函数
//确保一次发送数据不超过USART3_MAX_SEND_LEN字节
void u3_printf(char* fmt,...)
{
    u16 i,j;
    va_list ap;
    va_start(ap,fmt);
    vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);
    va_end(ap);
    i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF);//此次发送数据的长度
    for(j=0; j<i; j++) //循环发送数据
    {
        while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==RESET);  //等待上次传输完成
        USART_SendData(USART3,(uint8_t)USART3_TX_BUF[j]); 	 //发送数据到串口3
    }

}

void u3_putchar(u8 data)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==RESET);  //等待上次传输完成
    USART_SendData(USART3,data); 	 //发送数据到串口3
}

在中断服务函数中有这么一个过程,在正常的串口数据存储过程中,多了个计数器清零和启动定时器,因为进中断的时候是当前收到的最后一个字符,那具体有没有接收完呢?这个时候我们开始计时了(10ms),如果10ms内有数据接收(一般以9600的波特率是1ms发一个数据),那么这里会把计数值清空,继续接收,如果没有数据来了,定时器溢出会进定时器中断,强制标记结束标志。

		if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)		//还可以接收数据
            {
                TIM_SetCounter(TIM7,0);//计数器清空
                if(USART3_RX_STA==0)
                    TIM_Cmd(TIM7, ENABLE);  //使能定时器7
                USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;		//记录接收到的值
            }

这种方法就不需要以\r\n作为字符串的结束符了。

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