SECTION 2
先說TC。即Transmission Complete。發送一個字節后才進入中斷,這里稱為“發送后中斷”。和原來8051的TI方式一樣,都是發送后才進中斷,需要在發送函數中先發送一個字節觸發中斷。發送函數如下
/*******
功能:中斷方式發送字符串。采用判斷TC的方式。即 判斷 發送后中斷 位。
輸入:字符串的首地址
輸出:無
*******/
void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
pDataByte = pData;
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除傳輸完成標志位,否則可能會丟失第1個字節的數據。網友提供。
USART_SendData(USART1, *(pDataByte++) ); //必須要++,不然會把第一個字符t發送兩次
}
中斷處理函數如下
/********
* Function Name : USART1_IRQHandler
* Description : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input : None
* Output : None
* Return : None
*********/
void USART1_IRQHandler(void)
{
if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET )
{
if( *pDataByte == ‘\0’ )//TC需要 讀SR+寫DR 方可清0,當發送到最后,到‘\0’的時候用個if判斷關掉
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//不然TC一直是set, TCIE也是打開的,導致會不停進入中斷。 clear掉即可,不用關掉TCIE
else
USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
}
}
其中u8 *pDataByte;是一個外部指針變量
在中斷處理程序中,發送完該字符串后,不用關閉TC的中斷使能TCIE,只需要清掉標志位TC;這樣就能避免TC == SET 導致反復進入中斷了。
串口初始化函數如下
/*********
名稱: USART_Config
功能: 設置串口參數
輸入: 無
輸出: 無
返回: 無
**********/
void USART_Config()
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定義一個包含串口參數的結構體
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位數據位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無校驗
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//輸入加輸出模式
USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//時鐘關閉
USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//設置到USART1
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);//Tramsimssion Complete后,才產生中斷。 開TC中斷必須放在這里,否則還是會丟失第一字節
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
}
這里請問一個問題:開TC中斷USART_ITConfig()如果放在我的USART_SendDataString()中再開,會丟失字符串的第一字節。必須放在串口初始化函數中才不會丟。不知道為什么??
這里筆者可以給出解釋,你看下SECTION1 就可以知道為什么呢,你這樣做的原理和SECTION1講解的差不多,就相當于延時,而你后面沒有丟失數據的主要原因就是你代碼中有這么一句 USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除傳輸完成標志位,否則可能會丟失第1個字節的數據。網友提供。
再說判斷TXE。即Tx DR Empty,發送寄存器空。當使能TXEIE后,只要Tx DR空了,就會產生中斷。所以,發送完字符串后必須關掉,否則會導致重復進入中斷。這也是和TC不同之處。
發送函數如下:
/*******
功能:中斷方式發送字符串。采用判斷TC的方式。即 判斷 發送后中斷 位。
輸入:字符串的首地址
輸出:無
*******/
void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
pDataByte = pData;
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//只要發送寄存器為空,就會一直有中斷,因此,要是不發送數據時,把發送中斷關閉,只在開始發送時,才打開。
}
中斷處理函數如下:
/********
* Function Name : USART1_IRQHandler
* Description : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input : None
* Output : None
* Return : None
********/
void USART1_IRQHandler(void)
{
if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET )
{
if( *pDataByte == ‘\0’ )//待發送的字節發到末尾NULL了
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);//因為是 發送寄存器空 的中斷,所以發完字符串后必須關掉,否則只要空了,就會進中斷
else
USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
}
}
在串口初始化函數中就不用打開TXE的中斷了(是在發送函數中打開的)如下:
/************
名稱: USART_Config
功能: 設置串口參數
輸入: 無
輸出: 無
返回: 無
************/
void USART_Config()
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定義一個包含串口參數的結構體
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位數據位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無校驗
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//輸入加輸出模式
USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//時鐘關閉
USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//設置到USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
}
SECTION 3
在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器。
對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。
另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。
TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為‘1’時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為‘1’時產生中斷。
至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。
SECTION 4
總的來說,STM32單片機的串口還是很好理解的,編程也不算復雜。當然我更愿意希望其中斷系統和51單片機一樣的簡單。
對于接收終端,就是RXNE了,這只在接收完成后才產生,在執行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE)代碼時不會進入ISR。但麻煩的就是發送有關的中斷了:TXE或者TC,根據資料和測試的結果,TXE在復位后就是置1的,即在執行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE)后會立即產生中斷請求。因此這造成一個麻煩的問題:如果沒有真正的發送數據,TXE中斷都會發生,而且沒有休止,這將占用很大部分的CPU時間,甚至影響其他程序的運行!
因此建議的是在初始化時不好啟用TXE中斷,只在要發送數據(尤其是字符串、數組這樣的系列數據)時才啟用TXE。在發送完成后立即將其關閉,以免引起不必要的麻煩。
對于發送,需要注意TXE和TC的差別——這里簡單描述一下,假設串口數據寄存器是DR、串口移位寄存器是SR以及TXD引腳TXDpin,其關系是DR-》SR-》TXDpin。當DR中的數據轉移到SR中時TXE置1,如果有數據寫入DR時就能將TXE置0;如果SR中的數據全部通過TXDpin移出并且沒有數據進入DR,則TC置1。并且需要注意TXE只能通過寫DR來置0,不能直接將其清零,而TC可以直接將其寫1清零。
對于發送單個字符可以考慮不用中斷,直接以查詢方式完成。
對于發送字符串/數組類的數據,唯一要考慮的是只在最后一個字符發送后關閉發送中斷,這里可以分為兩種情況:對于發送可顯示的字符串,其用0x00作為結尾的,因此在ISR中就用0x00作為關閉發送中斷(TXE或者TC)的條件;第二種情況就是發送二進制數據,那就是0x00~0xFF中間的任意數據,就不能用0x00來判斷結束了,這時必須知道數據的具體長度。
這里簡單分析上面代碼的執行過程:TXE中斷產生于前一個字符從DR送入SR,執行效果是后一個字符送入DR。對于第一種情況,如果是可顯示字符,就執行USART_SendData來寫DR(也就清零了TXE),當最后一個可顯示的字符從DR送入SR之后,產生的TXE中斷發現要送入DR的是字符是0x00——這當然不行——此時就關閉TXE中斷,字符串發送過程就算結束了。當然這時不能忽略一個隱含的結果:那就是最后一個可顯示字符從DR轉入SR后TXE是置1的,但關閉了TXE中斷,因此只要下次再開啟TXE中斷就會立即進入ISR。對于第二種情況,其結果和第一種的相同。
對于第一種情況,其程序可以這么寫:其中TXS是保存了要發送數據的字符串,TxCounter1是索引值:
extern __IO uint8_t TxCounter1;
extern uint8_t *TXS;
extern __IO uint8_t TxLen;
void USART1_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
{
if(TXS[TxCounter1]) //如果是可顯示字符
{ USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
else //發送完成后關閉TXE中斷,
{ USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}
}
}
對于第二種情況,和上面的大同小異,其中TXLen表示要發送的二進制數據長度:
void USART1_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) //對USART_DR的寫操作,將該位清零。
{
if(TxCounter1《TxLen)
{ USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
else //發送完成后關閉TXE中斷
{ USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}
}
}
事實上第一種情況是第二種的特殊形式,就是說可以用第二種情況去發送可顯示的字符——當然沒人有閑心去數一句話里有多少個字母空格和標點符號!
在使用時,只要將TXS指向要發送的字符串或者數組,設置TxLen為要發送的數據長度,然后執行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE)就立即開始發送過程。用戶可以檢查TxCounter1來確定發送了多少字節。比如以第二種情況為例:
uint32_t *TXS;
uint8_t TxBuffer1[]=“0123456789ABCDEF”;
uint8_t DST2[]=“ASDFGHJKL”;
__IO uint8_t TxLen = 0x00;
TxLen=8; //發送8個字符,最終發送的是01234567
TXS=(uint32_t *)TxBuffer1; //將TXS指向字符串TxBuffer1
TxCounter1=0; //復位索引值
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE); //啟用TXE中斷,即開始發送過程
while(TxCounter1!=TxLen); //等待發送完成
TXS=(uint32_t *)TxBuffer2; //同上,最終發送的是ASDFGHJK
TxCounter1=0;
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);
while(TxCounter1!=TxLen);
以上就是我認為的最佳方案,但串口中斷方式數據有多長就中斷多少次,我認為還是占用不少CPU時間,相比之下DMA方式就好多了,因為DMA發送字符串時最多中斷兩次(半傳輸完成,全傳輸完成),并且將串口變成類似16C550的器件。
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