STM32串口环形缓冲区

1：概述

1.1：本篇实现串口驱动，实现printf函数的重定向，实现串口的中断接受和发送，效仿modbus协议中的3.5T超时机制，判断是否接受完毕；

1.2：如果串口仅仅是实现一个控制台，打印一些debug数据，使用printf函数（串口发送数据忙等待），如果是需要用串口进行外设设备的控制，比如串口GPRS模块，需使用串口中断进行控制，因为受限于串口的传输速率，如果使用忙等待发送数据，会阻塞主程序中的其它任务；

1.3：使用sysclk作为超时定时器，sysclk的中断优先级需高于串口中断；

1.4：除过使用3.5T超时时间判断接受数据是否完成外，还可使用ASCLL码的形式，利用字符操作库函数，自定义串口通信协议；

1.5：开发板：stm32f103zert   软件环境：KEIL MKD5

1.6：115200 波特率，间隔1ms发送字符串 "PassWord"，主程序将接收到"PassWord"后返回"123456rn",测试主程序响应迅速，不丢帧；

2：代码

main.c

#include "stm32f10x.h"

#include "usart_init.h"

#include "timer.h"

#include "Sys_Driver.h"

unsigned int baud[5] = {9600,14400,19200,56000,115200};

unsigned int T_35 = 0;     //串口发送3.5个字节的时间，由波特率得出,单位为ms

int main(void)

{

T_35 = 3.5*(10000000/baud[4]);     

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);     //设置中断优先级分组

Usart_Init(baud[4]);  //串口初始化 

SysTick_Init(INT_1US,SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);  //sysclk初始化,设置1ms中断

timer_set(&usart_timer,T_35);   //定义一个串口计时器 

while(1)

{

if(Start_Receive_Flag == 1)

{

if(timer_expired(&usart_timer) == 1)   //3.5T时间到达，一条串口数据接受成功

{

Start_Receive_Flag = 0;

Usart_Handle_Func();

}

}

}

}

usart_init.c

#include "usart_init.h"

u8 Usart_Receive_Ok = 0;

u8 Start_Receive_Flag = 0;

u8 Usart_TX_Buff[TX_RE_BUFF_LENGTH];

u8 Usart_RX_Buff[TX_RE_BUFF_LENGTH];

COMx_Define CYCLE;

/*******************printf()函数重定向***************/

//发送函数

int fputc(int ch, FILE *f)

{

USART_SendData(USART2, (unsigned char) ch);

while (!(USART2->SR & USART_FLAG_TXE));

return (ch);

}

//接受函数

int fgetc(FILE *f)  

{

while (!(USART2->SR & USART_FLAG_RXNE));

return USART_ReceiveData(USART2);

}

void Usart_Init(u32 baud)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能USART2，GPIOA时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); //使能USART2，GPIOA时钟

//USART2_TX   PA.2

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

  //USART2_RX   PA.3

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

  //USART2 NVIC 配置

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;    //抢占优先级2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;      //子优先级2

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

  //USART 初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;        

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;     //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(USART2, &USART_InitStructure);                   //初始化串口

USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);  //开启发送完成中断和接收完成中断  

USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TC,ENABLE);  //开启发送完成中断和接收完成中断

USART_Cmd(USART2, ENABLE);                                  //使能串口 

}

void Usart_Send_Byte(u8 data)

{

Usart_TX_Buff[CYCLE.TX_write] = data;      //装发送缓冲区

if(++CYCLE.TX_write == TX_RE_BUFF_LENGTH)

CYCLE.TX_write = 0;

if(CYCLE.TX_busy == 0)                     //发送空闲

{

CYCLE.TX_busy = 1;

USART_SendData(USART2,Usart_TX_Buff[CYCLE.TX_read]);  //想串口发送数据，触发中断

if(++CYCLE.TX_read == TX_RE_BUFF_LENGTH)

CYCLE.TX_read = 0;

}

}

/*串口发送函数*/

void Usart_Send_Data(u8 *ptr,u8 num)

{

if(num == 0)                                   //发送字符串

{

for(;*ptr!='';ptr++)

{

Usart_Send_Byte(*ptr);

}

}

else                                           //发送num字节数据

{

for(;num>0;num--)

{

Usart_Send_Byte(*ptr++);

}

}

}

/*串口接收函数,当接收到可用的数据帧时，对接收到的数据进行处理，main函数中调用*/

void Usart_Handle_Func(void)

{

u8 i = 0;

u8 Buff[40];

while(CYCLE.RX_read != CYCLE.RX_write)

{

Buff[i++] = Usart_RX_Buff[CYCLE.RX_read];

if(++CYCLE.RX_read == TX_RE_BUFF_LENGTH)

CYCLE.RX_read = 0;

}

Buff[i] = '';

// Usart_Send_Data(Buff,0);

// Usart_Send_Data("rn",0);

if(memcmp(Buff,"PassWord",8) == 0)

{

Usart_Send_Data("123456rn",0);

}

}

///*中断处理函数*/

void USART2_IRQHandler(void)

{

u8 data;

if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_TC) == SET)    //发送完成中断

{

USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_TC);

if(CYCLE.TX_read != CYCLE.TX_write)

{

USART_SendData(USART2,Usart_TX_Buff[CYCLE.TX_read]);

if(++CYCLE.TX_read == TX_RE_BUFF_LENGTH)

CYCLE.TX_read = 0;

}

else

{

CYCLE.TX_busy = 0;                                 //缓冲区数据发送完成,串口总线空闲,可以开始发送新的数据

}

}

else

if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收完成中断

{

USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);

data = USART_ReceiveData(USART2);

Usart_RX_Buff[CYCLE.RX_write] = data;

if(++CYCLE.RX_write == TX_RE_BUFF_LENGTH)

CYCLE.RX_write = 0;

timer_reset(&usart_timer);   //开始计时

Start_Receive_Flag = 1;

}

}