嵌入式技術(shù)及應用（STM32CubeMX版）課件 任務10 用空閑中斷處理串口接收數(shù)據(jù)

任務10

用空閑中斷處理串口接收數(shù)據(jù)任務要求STM32的PE0～PE7引腳上接有8只發(fā)光二極管控制電路，發(fā)光二極管采用低電平有效控制，編號為LED1～LED8。串口1作異步通信口，與計算機進行串行通信，計算機通過串口調(diào)試助手向STM32發(fā)送控制命令，控制發(fā)光二極管的點亮、閃爍和熄滅，STM32接收到控制命令后需用串口向計算機發(fā)送反饋信息，以便能在串口調(diào)試助手中顯示相關(guān)信息。串口的波特率BR=115200bps，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。計算機的串口發(fā)送的控制命令以及調(diào)試助手中顯示的數(shù)據(jù)如表所示，要求用STM23CubeMX生成初始化程序，然后在Keil中編程實現(xiàn)表的功能。任務要求表中，命令數(shù)據(jù)為16進制數(shù)，55AA為數(shù)據(jù)頭，5A為數(shù)據(jù)尾，val表示用戶輸入的某個16進制數(shù)，例如，STM32的串口接收到0x55AA04055A，就需要用串口向計算機發(fā)送“執(zhí)行命令4，收到數(shù)據(jù)05”。命令功能串口調(diào)試助手顯示的數(shù)據(jù)55AA015ALED1亮，其他發(fā)光二極管熄滅執(zhí)行命令1，LED1亮55AA025ALED1閃爍，其他發(fā)光二極管熄滅執(zhí)行命令2，LED1閃爍55AA035ALED2亮，其他發(fā)光二極管熄滅執(zhí)行命令3，LED2亮55AA04val5A點亮所有發(fā)光二極管執(zhí)行命令4，收到數(shù)據(jù)val知識儲備

1．串口的空閑中斷STM32的串口支持多種中斷，與串口接收相關(guān)的中斷有8種，其中串口接收中斷中最常用的是串口接收數(shù)據(jù)寄存器不為空（RXNE）中斷和檢測到空閑線路（IDLE）中斷。串口接收數(shù)據(jù)寄存器不為空中斷習慣也叫做串口接收中斷。它的發(fā)生條件是，串口接收到了新的數(shù)據(jù)。因此，該中斷發(fā)生后，STM32就可以從串口接收寄存器中讀取新接收到的數(shù)據(jù)。檢測到空閑線路中斷也叫做空閑中斷。它的發(fā)生條件是，串口接收完1字節(jié)數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)線保持高電平（空閑）的時間超過傳輸1個字節(jié)數(shù)據(jù)所用的時間。

1．串口的空閑中斷【舉例】計算機用串口向STM32發(fā)送字符串“STM32”時，這5個字符是連續(xù)發(fā)送的，STM32接收這5個字符數(shù)據(jù)時也是連續(xù)接收的，STM32每接收到一個字符就會產(chǎn)生一次串口接收(RXNE)中斷，但不產(chǎn)生IDLE中斷，當這5個字符接收完畢后，接收數(shù)據(jù)線將在一個較長的時間內(nèi)呈高電平狀態(tài)，就會產(chǎn)生空閑(IDLE)中斷。所以，IDLE中斷的發(fā)生標志著一批連接數(shù)據(jù)接收完畢，如果我們把串口接收數(shù)據(jù)保存到某個緩沖區(qū)中，當IDLE中斷發(fā)生后，我們就可以從緩沖區(qū)讀取連接接收的一批數(shù)據(jù)。

2．HAL庫中操作空閑中斷的宏宏的用法宏__HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)功能檢測指定的串口中斷標志是否置位。參數(shù)1__HANDLE__：串口的句柄，取值為變量huartx的地址，其中x為串口編號，值為1～5。參數(shù)2__FLAG__：所要檢測的中斷標志位，取值如表4-11所示。返回值所檢測標志位的狀態(tài)。值為SET或者RESET。（1）__HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)宏2．HAL庫中操作空閑中斷的宏中斷標志位（1）__HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)宏中斷源取值含義UART_FLAG_CTSCTS改變標志UART_FLAG_LBD檢測到LIN斷路標志UART_FLAG_TXE發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空標志UART_FLAG_TC發(fā)送完成標志UART_FLAG_RXNE接收數(shù)據(jù)寄存器非空標志UART_FLAG_IDLE空閑線路標志UART_FLAG_ORE溢出錯誤標志UART_FLAG_NE噪聲錯誤標志UART_FLAG_FE幀錯誤標志UART_FLAG_PE奇偶校驗錯誤標志

2．HAL庫中操作空閑中斷的宏宏的用法宏__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(__HANDLE__)功能清除指定串口的空閑中斷標志位。參數(shù)__HANDLE__：串口的句柄，取值為變量huartx的地址，其中x為串口編號，值為1～5。返回值無。（2）__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(__HANDLE__)宏【說明】在HAL庫中，宏__HAL_UART_CLEAR_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)也是清除串口中斷請求標志位，但該宏只能清除CTS、LIN、TC、RXNE等4個串口中斷請求標志位，不能清除IDLE、ORE、NE、FE、PE等幾個串口中斷請求標志位。3．空閑中斷的編程方法空閑中斷可以采用中斷方式編程，也可以采用查詢方式編程，但都需要與RXNE中斷一起編程，在實際應用中通常采用查詢方式編程。采用查詢方式的編程方法是，用變量aRxBuf作串口緩沖器，用來存放RXNE中斷發(fā)生后串口所接收到的數(shù)據(jù)；用數(shù)組UserRxBuf[]作串口接收緩沖區(qū)，用來存放串口所接收到的一批數(shù)據(jù)；用變量UserRxCnt作接收數(shù)據(jù)計數(shù)器，用來記錄所接收的數(shù)據(jù)個數(shù)，這個變量也是新接收到的數(shù)據(jù)在數(shù)組UserRxBuf[]中存放的位置。在RXNE中斷中只負責接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存放在數(shù)組UserRxBuf[]中，在應用程序中則查閱IDLE中斷請求標志位是否置位，若已置位，則表明空閑中斷已發(fā)生，就進行接收數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處結(jié)束后再將IDLE中斷請求標志位清0，表示本輪數(shù)據(jù)處理結(jié)束，禁止再進行數(shù)據(jù)處理。3．空閑中斷的編程方法步驟（1）在main()函數(shù)的初始化部分的最后用HAL_UART_Receive_IT()函數(shù)使能串口接收中斷，并指定接收緩沖區(qū)和接收數(shù)據(jù)的長度。（2）在串口接收中斷回調(diào)函數(shù)HAL_UART_RxCpltCallback()中讀取串口所接收的數(shù)據(jù)，并保存至用戶串口緩沖區(qū)UserRxBuf[]中。（3）在main()函數(shù)的while(1)死循環(huán)中用__HAL_UART_GET_FLAG()宏讀取IDLE中斷請求標志，并判斷其狀態(tài)。若為復位狀態(tài)，則結(jié)束串口接收數(shù)據(jù)處理工作；若為置位狀態(tài)，則根據(jù)應用的需要對UserRxBuf[]中的數(shù)據(jù)進行對應的處理，處理結(jié)束后再用__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG()宏清除IDLE中斷請求標志。3．空閑中斷的編程方法12345678910111213141516171819202122232425262728293031#defineUSER_RX_BUF_LEN128uint8_tUserRxCnt=0;/*串口接收計數(shù)器*/uint8_tUserRxBuf[USER_RX_BUF_LEN];/*串口接收緩沖區(qū),保存所接收的一批數(shù)*/uint8_taRxBuf; /*串口接收緩沖器，存放RXNE中斷發(fā)生后串口所接收到的數(shù)據(jù)*//*main()函數(shù)*/intmain(void){…/*其他軟硬件初始化*/ HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuf,1);/*使能串口1接收中斷，并指定接收緩沖區(qū)和接收數(shù)據(jù)長度*/ while(1) { if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE)!=RESET)/*判斷是否是空閑中斷(IDLE)發(fā)生*/ {/*此處添加對接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)(UserRxBuf[]中的數(shù)據(jù))進行處理的代碼*/memset(UserRxBuf,0,UserRxCnt);UserRxCnt=0;/*串口接收計數(shù)值清0*/__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);/*清除IDLE中斷請求標志*/} …/*其他事務處理*/}}/*串口接收中斷回調(diào)函數(shù)*/voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart){ if(huart==&huart1)//判斷是否是串口1 { UserRxBuf[UserRxCnt++]=aRxBuf;//持續(xù)接收數(shù)據(jù) UserRxCnt%=USER_RX_BUF_LEN;//防超界處理 } HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuf,1);//使能串口1接收中斷，并指定接收緩沖區(qū)和接收數(shù)據(jù)長度}程序的框架結(jié)構(gòu)：函數(shù)的用法（1）strstr()函數(shù)4．常用的串操作函數(shù)原型char*strstr(constchar*str1,constchar*str2);原型的位置string.h文件中功能求串str2在串str1中首次出現(xiàn)的地址。參數(shù)1被查找的目標串。參數(shù)2str2：所要查找的串。返回值若str2是串str1的子串，則返回str2在str1首次出現(xiàn)的地址。若str2不是str1的子串，則返回NULL。4．常用的串操作函數(shù)（2）memset()函數(shù)原型void*memset(void*buf,intval,intlen);原型的位置string.h文件中功能將存儲區(qū)的內(nèi)容設(shè)置成指定值。參數(shù)1buf：所要設(shè)置存儲區(qū)的首地址。參數(shù)2val：所要設(shè)置的值。參數(shù)3len：所要設(shè)置存儲區(qū)的長度。返回值函數(shù)的返回值為所設(shè)置存儲區(qū)的首地址。函數(shù)的用法4．常用的串操作函數(shù)（3）strlen()函數(shù)原型vunsignedintstrlen(constchar*str);原型的位置string.h文件中功能計算串的長度。參數(shù)str：串的首地址。返回值串中的字符個數(shù)。函數(shù)的用法【舉例】語句“l(fā)en=strlen("STM32");”執(zhí)行后，len的值為5。（4）sprintf()函數(shù)4．常用的串操作函數(shù)原型intsprintf(char*buf,constchar*format,[argument]);原型的位置string.h文件中功能將格式化數(shù)據(jù)保存至指定的緩沖區(qū)中。參數(shù)1buf：指向存放格式化數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針，即緩沖區(qū)的首地址。參數(shù)2format：格式化字符串。格式化字符串可以是需要原樣輸出的正常字符串，也可以是以%開頭的格式規(guī)定字符，如%d、%s、%f、%x等。format參數(shù)的用法和要求與printf()函數(shù)中的format參數(shù)的用法和要求完全相同。函數(shù)的用法4．常用的串操作函數(shù)（4）sprintf()函數(shù)原型intsprintf(char*buf,constchar*format,[argument]);參數(shù)3argument：所需輸出的參數(shù)。該參數(shù)是一個可選的系列參數(shù)，參數(shù)的個數(shù)、順序必須與format參數(shù)中的格式規(guī)定字符的個數(shù)、順序相同，且各參數(shù)之間需用“,”符號分開。argument參數(shù)的用法和要求與printf()函數(shù)中的argument參數(shù)的用法和要求完全相同。返回值若寫入成功，則返回實際寫入緩沖區(qū)的字符個數(shù)。若寫入失敗，則返回-1。函數(shù)的用法4．常用的串操作函數(shù)【說明】（1）sprintf()函數(shù)的功能和用法與printf()函數(shù)非常相似，兩者的差別是，printf()函數(shù)是向標準的輸出設(shè)備（顯示器）輸出格式化字符串，而sprintf()函數(shù)則是向指定的緩沖區(qū)（數(shù)組）輸出格式化字符串。（2）若程序中使用了sprintf()函數(shù)，則需在程序文件的開頭處包含頭文件stdio.h。（4）sprintf()函數(shù)實現(xiàn)方法與步驟與任務9相比，任務10的硬件電路增加了8只發(fā)光二極管控制電路，任務10的硬件電路：

1．搭建電路

2．生成硬件初始化代碼相對于任務9而言，任務10中增加了PE0～PE7，其初始化代碼可在任務9的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，其生成過程如下：步驟（1）在“D:\ex”文件夾中新建Task10子文件夾。（2）將任務9的STM32CubeMX工程文件Task9.ioc（位于“D:\ex\Task9”文件夾中）復制到Task10文件夾中，并將其改名為Task10.ioc。（3）雙擊Task10.ioc文件圖標，打開任務10的STM32CubeMX工程文件。

2．生成硬件初始化代碼步驟（4）按照任務2中介紹的方法將PE0～PE7設(shè)置為輸出口，輸出電平為高電平、推挽輸出、無上拉電阻也無下拉電阻、高速輸出、無用戶標簽。（5）保存STM32CubeMX工程文件，然后在工程窗口中點擊“GENERATECODE”按鈕，STM32CubeMX就會生成任務10的初始化代碼。

3．編寫數(shù)據(jù)接收程序本任務中，我們將數(shù)據(jù)接收程序放在自定義文件Serial.c中步驟（1）在“D:\ex\Task10”文件夾中新建User子文件夾，用來保存用戶程序文件。（2）打開“D:\ex\Task10\MDK-ARM”文件夾，然后雙擊文件夾中的Keil工程文件Task10.uvprojx，打開任務10的Keil工程。若任務10的Keil工程已打開，則跳過此步。

3．編寫數(shù)據(jù)接收程序步驟（3）在Keil工程中新建User工程組，其方法如下：第1步：在“Project”窗口中點擊“Project:Task10”前面的“+”號，將工程展開。第2步：用鼠標右鍵點擊“Task10”，在彈出的快捷菜單中點擊“AddGroup”菜單項。第3步：分2次用鼠標點擊“NewGroup”組名（注意：不是雙擊），將光標移至組名中，再將組名修改為“User”，然后用鼠標點擊窗口的任意地方。3．編寫數(shù)據(jù)接收程序步驟（4）在Keil中新建Serial.c文件和Serial.h文件，并保存至D:\ex\Task10\User文件夾中。（5）在Serial.c文件中定義串口接收緩沖區(qū)數(shù)組UserRxBuf[]、接收數(shù)據(jù)計數(shù)器UserRxCnt、串口接收緩沖器aRxBuf，并重定義fputc()函數(shù)和串口接收中斷回調(diào)函數(shù)HAL_UART_RxCpltCallback()。（6）在Serial.h文件中添加3個全局變量UserRxBuf[]、UserRxCnt、aRxBuf的說明。3．編寫數(shù)據(jù)接收程序步驟（7）將Serial.c文件添加至User組中。其方法如下：第1步：在Project窗口中用鼠標右鍵點擊“User”組名，然后在彈出的菜單中點擊如圖所示的“AddExistingFilestoGroup‘User’”菜單項，打開如圖所示的添加文件對話框。3．編寫數(shù)據(jù)接收程序步驟第2步：在添加文件對話框中點擊“文件類型(T)”下拉列表框，從中選擇“CSourcefile(*.c)”列表項，再在“查找范圍(I)”下拉列表框選擇Serial.c文件存放的文件夾“D:\ex\Task10\User”，“查找范圍(I)”下面的列表框中就會顯示Serial.c文件。第3步：在添加文件對話框中點擊Serial.c文件（圖中的第3處），對話框的“文件名(N)”文本框中就會出現(xiàn)我們所選擇的文件，再點擊“Add”按鈕，將Serial.c文件添加至User組中，此時User組的前面會出現(xiàn)“+”加號。第4步：關(guān)閉添加文件對話框。第5步：在Project窗口中點擊“User”組名前的“+”號，就可以看到Serial.c文件位于User組中，表明Serial.c文件添加成功，如圖所示。3．編寫數(shù)據(jù)接收程序添加文件對話框文件添加的結(jié)果

4．編寫數(shù)據(jù)處理程序?qū)⑸鲜龃a按照程序編寫規(guī)范的要求添加至main.c文件的對應處，我們要以發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象：（1）在“#include“Serial.h””語句前有一個“X”符號，將鼠標移至該符號出會出現(xiàn)“fatalerror:‘Serial.h’filenotfound”的提示。main.c文件中的用戶應用程序

4．在main.c文件中編寫應用程序（2）編譯程序時輸出窗口中會出現(xiàn)如圖所示的錯誤提示。上述提示的含義是，沒找到頭文件Serial.h。其原因是，Serial.h文件所在的文件夾“D:\ex\Task10\User”并不是工程的頭文件所在文件夾，解決問題的方法是，在任務10的Keil工程中增加Serial.h文件所在的文件夾。main.c文件中的用戶應用程序5．增加include目錄步驟第1步：在Keil窗口中單擊圖標工具按鈕“

”，打開如圖所示OptionsforTarget對話框。第2步：在第一步所示對話框中點擊“C/C++”標簽，再點擊includePaths后面的“

”按鈕，打開如圖所示的FolderSetup對話框。5．增加include目錄步驟第3步：在FolderSetup對話框中點擊插入圖標按鈕“

”，在列表框中插入一個空白行，然后點擊空白行后面的“

”按鈕，打開如圖所示的“選擇文件夾”對話框。第4步：在選擇文件夾對話框中的地址欄中選擇文件夾“D:\ex\Task10”（參考右圖），對話框的列表框中就會顯示“D:\ex\Task10”文件夾中的內(nèi)容，然后在列表框中點擊“User”文件夾名（圖中第2處）再點擊“選擇文件夾”接鈕，返回至第二步所示對話框中。5．增加include目錄步驟第5步：在第2步所示對話框中點擊“OK”按鈕，再返回第1步所示的FolderSetup對話框中。第6步：在FolderSetup對話框中點擊“OK”按鈕，完成頭文件位置的設(shè)置。

6．調(diào)試與下載程序步驟（1）按照前面任務中介紹的方法編譯連接程序，并調(diào)試程序直至程序正確無誤。（2）將程序下載至開發(fā)板中，并運行程序。（3）打開串口調(diào)試助手，并按圖所示設(shè)置好串行通信參數(shù)，其中數(shù)據(jù)按Hex發(fā)送。6．調(diào)試與下載程序步驟

（4）