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【stm32】USART编码部分--串口数据包

时间：2024-04-02 21:30:56浏览次数：21  
标签：USART void uint8 InitStructure 串口 GPIO Serial 数据包

USART串口数据包【源码放在最后】

关于数据包的分类

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

关于数据包的发送

  • 如果想要发送Hex数据包，定义一个数组填充数据，然后使用串口模块函数SendArray进行发送

  • 如果想要发送文本数据包，写一个字符串然后调用SendString进行发送

  • 对于发送数据包很简单，因为发送过程完全是自主可控的，想法啥就发啥

关于接收一个数据包

  • 固定包长Hex数据包的接收方法

    • 每次收到一个字节程序都会进一次中断，在中断函数里我们可以拿到这个字节，但是拿到之后就要推出中断，所以每拿到一个数据都是个独立的过程

    • 对于数据包来说，很明显它具有前后关联性，包头之后是数据数据之后是包尾，对于包头、数据和包尾这三种状态，需要有不同的处理逻辑，所以在程序中需要设计一个能够记住不同状态的机制，在不同状态执行不同的操作，同时还要进行不同状态的合理转移，这种状态思维就叫做-------状态机

    • 状态转移图-在这里插入图片描述

    • 执行逻辑

      • 开始s=0；收到一个数据进中断，根据S=0，进入第一个状态的程序，判断包头是不是FF，如果是FF

      • 置S=1，退出中断，结束

      • 下次在进中断，根据S=1，就可以进行接收数据的程序

      • 在第一个状态如果接收到的数据不是FF、就证明数据包没有对齐，应该等待数据包包头的出现，这时状态就仍然是0，下次进中断就还是等待包头的逻辑，直到出现FF，才能转到下一个状态

      • 等到接收数据时，再收到数据就把他存到数组中，再用个变量记录接收到了多少个数据，如果没收够四个数据，就一直是接收数据的状态，如果收够了，就置S=2，进入等待包尾的程序中

      • 判断收到的数据是不是FE，如果时FE，置S=0，回到最初的状态，开始下个轮回

      • 也有可能最后一个不是包尾，比如数据和包头重复，导致包头位置判断错了，那这个包尾位置就有可能不是FE、这时就可以进入重读等待包尾的状态，直到接收到包尾

串口收发Hex数据包编码–基于串口发送+接收

  1. 建立两个字符数组，用来接收和发送载荷数据，不存储包头和包尾

  2. 先编写SendPacket函数，调用一下这个函数Txpacket数组的四个数据，就会自动加上包头包尾发送出去(发送不进中断函数)，首先调用SendByte发送包头，调用SendArray发送数据，调用SendByte发送包尾

  3. 把Txpacket数组在头文件包含 变为外部可调用，在main函数中分别赋数据到数组的每个成员，添加按键，在按键的判断中不断++数组的值

  4. 对于接收这样一个数据包的代码

    1. 在接受中断函数里，需要使用状态机来执行接收逻辑，接收数据包，把载荷数据存在RxPacket数组里
    2. 首先定义一个标志当前状态的变量RxState，在中断函数里定义一个静态变量，根据RxState的不同进入不同的处理程序
    3. 定义变量RxData用于接收每次接收到的一个字节数据uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);
    4. 在状态RxState = 1时需要定义一个静态变量pRxPacket来记录接收载荷数据的个数，记得清0----pRxPacket
    5. 在状态2时等待包尾，当接收到包尾时置一个标志位，证明数据接收完成
    6. 主函数判断标志位进行显示载荷数据
串口收发文本数据包

  • 可变包长含包头包尾

  • 只写接收的部分，因为发送不方便像Hex数组一样方便的一个个更改，所以发送就直接在主函数里SendString，或者printf就行
    在这里插入图片描述

串口收发HEX数据包程序

serial.c文件

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

uint8_t Serial_TxPacket[4];				//FF 01 02 03 04 FE
uint8_t Serial_RxPacket[4];
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

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

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

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

uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y --)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}


void Serial_SendPacket(void)
{
	Serial_SendByte(0xFF);
	Serial_SendArray(Serial_TxPacket, 4);
	Serial_SendByte(0xFE);
}

uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
	if (Serial_RxFlag == 1)
	{
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;
}

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 == 0xFF)
			{
				RxState = 1;
				pRxPacket = 0;
			}
		}
		else if (RxState == 1)
		{
			Serial_RxPacket[pRxPacket] = RxData;
			pRxPacket ++;
			if (pRxPacket >= 4)
			{
				RxState = 2;
			}
		}
		else if (RxState == 2)
		{
			if (RxData == 0xFE)
			{
				RxState = 0;
				Serial_RxFlag = 1;
			}
		}
		
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

serial.h文件

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include <stdio.h>

extern uint8_t Serial_TxPacket[];
extern uint8_t Serial_RxPacket[];

void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
void Serial_Printf(char *format, ...);

void Serial_SendPacket(void);
uint8_t Serial_GetRxFlag(void);

#endif

main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Key_Init();
	Serial_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "TxPacket");
	OLED_ShowString(3, 1, "RxPacket");
	
	Serial_TxPacket[0] = 0x01;
	Serial_TxPacket[1] = 0x02;
	Serial_TxPacket[2] = 0x03;
	Serial_TxPacket[3] = 0x04;
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if (KeyNum == 1)
		{
			Serial_TxPacket[0] ++;
			Serial_TxPacket[1] ++;
			Serial_TxPacket[2] ++;
			Serial_TxPacket[3] ++;
			
			Serial_SendPacket();
			
			OLED_ShowHexNum(2, 1, Serial_TxPacket[0], 2);
			OLED_ShowHexNum(2, 4, Serial_TxPacket[1], 2);
			OLED_ShowHexNum(2, 7, Serial_TxPacket[2], 2);
			OLED_ShowHexNum(2, 10, Serial_TxPacket[3], 2);
		}
		
		if (Serial_GetRxFlag() == 1)
		{
			OLED_ShowHexNum(4, 1, Serial_RxPacket[0], 2);
			OLED_ShowHexNum(4, 4, Serial_RxPacket[1], 2);
			OLED_ShowHexNum(4, 7, Serial_RxPacket[2], 2);
			OLED_ShowHexNum(4, 10, Serial_RxPacket[3], 2);
		}
	}
}

串口收发文本数据包程序

serial.c文件

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

char Serial_RxPacket[100];				//"@MSG\r\n"
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

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

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

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

uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y --)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}

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);
	}
}

serial.h文件

#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include <stdio.h>

extern char Serial_RxPacket[];
extern uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
void Serial_Printf(char *format, ...);

#endif

main.c文件

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

int main(void)
{
	OLED_Init();
	LED_Init();
	Serial_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "TxPacket");
	OLED_ShowString(3, 1, "RxPacket");
	
	while (1)
	{
		if (Serial_RxFlag == 1)
		{
			OLED_ShowString(4, 1, "                ");
			OLED_ShowString(4, 1, Serial_RxPacket);
			
			if (strcmp(Serial_RxPacket, "LED_ON") == 0)
			{
				LED1_ON();
				Serial_SendString("LED_ON_OK\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "LED_ON_OK");
			}
			else if (strcmp(Serial_RxPacket, "LED_OFF") == 0)
			{
				LED1_OFF();
				Serial_SendString("LED_OFF_OK\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "LED_OFF_OK");
			}
			else
			{
				Serial_SendString("ERROR_COMMAND\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "ERROR_COMMAND");
			}
			
			Serial_RxFlag = 0;
		}
	}
}

标签：USART,void,uint8,InitStructure,串口,GPIO,Serial,数据包
From： https://blog.csdn.net/weixin_52978505/article/details/137290939

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