STM32串口发送和接收多个数据教程基于气体传感器实战 |
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STM32串口发送和接收多个数据教程基于气体传感器实战
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前言
最近在做一个项目，需要去检测电缆沟里的各种气体浓度，于是采用了一个气体传感器，该传感器是RS485通信，于是需要实现将RS485转串口与STM32通信，MCU为STM32F429，485芯片为MAX3485。 一、串口的数据接收和发送在这里我想把串口这一部分内容好好说一下，从事stm32开发已经好几年了，自以为对stm32已经掌握的很好了，后来才发现自己只是浮于表面，没有好好的深入学习stm32的底层 1.简介串口是MCU至关重要的外部接口，同时也是软件开发过程中重要的调试工具，现在基本上所有的MCU都会带有串口。 串口的设置步骤： 串口时钟使能，GPIO时钟使能。 设置引脚复用器映射：调用GPIO_PinAFConfig函数。 GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。 串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。 开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。 使能串口。 编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。 关于7中的中断处理函数，有一个需要注意的，当使用的串口是USART时，中断处理函数名： USARTxIRQHandler(x 对应串口号)，当使用的串口时UART时，中断处理函数名： UARTxIRQHandler(x 对应串口号)，切记这点，否则会导致串口中断函数无法进入，而且DEBUG时该中断函数无法设置断点。 2.串口配置程序我使用的是串口5，UART5，TX为PC12，RX为PD2 void Usart5_Init(u32 bound) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //1.GPIO口初始化 USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //串口初始化 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //中断初始化 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE); //使能GPIOC时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5,ENABLE);//使能USART5时钟 //开启串口5对应IO引脚复用映射 GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_UART5); GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_UART5); //IO口初始化配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF ; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //IO口初始化配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF ; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); //GPIO // RS485EN5，此处代码与RS485有关 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;// GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;// GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOD //串口初始化配置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据位 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//奇偶校验位 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 USART_Init(UART5,&USART_InitStructure); USART_Cmd(UART5, ENABLE); //使能串口5 USART_ITConfig(UART5, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断 // USART5 NVIC初始化 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= UART5_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority= 3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd= ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } 3.串口发送程序此处有多个发送程序，但是每个串口发送程序都是通过往UART5->DR寄存器里写数据来实现发送数据，接收同理，都是读UART5->DR寄存器的数据。 当需要发送数据时，在while中调用下面这些函数就可以。 /发送一个字节数据 //input:byte,待发送的数据 void UART5_send_byte(uint8_t byte) { while(USART_GetFlagStatus(UART5,USART_FLAG_TC)==RESET);//等待发送完成 //UART5->DR=byte; //byte USART_SendData(UART5,byte); } //发送多字节数据 void UART5_Send_bytes(uint8_t *Buffer, uint8_t Length) { uint8_t i=0; while(i uint8_t i=0; while(i Buffer[Length-1]=Buffer[Length-1]&0xFF; } UART5_send_byte(Buffer[i++]); } } 4.串口接收数据串口接收数据的方式有两种，1是采用轮询方式，2是采用中断方式。采用中断来接收串口数据不需要手动调用接收函数，因为串口的接收数据实在中断中所实现的，是需要编写中断函数和接收数据处理函数即可。 void usart5_data_analyse(u8 *buf,u8 num,u8 WhichGas) //串口接受数据处理程序 { //接收数据处理函数，自己根据需求来填写 } void UART5_IRQHandler(void) //中断处理函数，当发送中断时MCU自动调用该函数。 { uint8_t res; static u8 i1=0; if(USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE) != RESET)//判断接收标志 { res = UART5->DR; UART5_RX_BUF[i1] = res; i1++; if(i1 > 17 )// { usart5_data_analyse(UART5_RX_BUF,18,WhichGas);//接收数据处理函数 i1=0;//缓存清0 UART5_RX_STA=1; } } }串口的中断接收数据方式有两种，一种是空闲中断IDLE，一种是RXNE（读数据寄存器非空），当RXNE位被置 1 的时候，就是提示已经有数据被接收到了并且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR，通过读 USART_DR 可以将该位清零，也可以向该位写 0，直接清除。 5.USART框图这个框图就很清楚的描述清楚了串口的数据收发过程，发送过程是1-->2-->3, 接收过程是：4-->5-->6
TXE：发送数据寄存器为空 (Transmit data register empty) 当 TDR 寄存器的内容已传输到移位寄存器时，该位由硬件置 1。如果 USART_CR1 寄存器 中 TXEIE 位 = 1，则会生成中断。通过对 USART_DR 寄存器执行写入操作将该位清零。 0：数据未传输到移位寄存器 1：数据传输到移位寄存器 TC：发送完成 (Transmission complete) 如果已完成对包含数据的帧的发送并且 TXE 置 1，则该位由硬件置 1。如果 USART_CR1 寄存 器中 TCIE = 1，则会生成中断。该位由软件序列清零（读取 USART_SR 寄存器，然后写入 USART_DR 寄存器）。 TC 位也可以通过向该位写入‘0’来清零。建议仅在多缓冲区通信 时使用此清零序列。 0：传送未完成 1：传送已完成 RXNE：读取数据寄存器不为空 (Read data register not empty) 当 RDR 移 位 寄 存 器 的 内 容 已 传 输 到 USART_DR 寄 存 器 时，该 位 由 硬 件 置 1。如 果 USART_CR1 寄存器中 RXNEIE = 1，则会生成中断。通过对 USART_DR 寄存器执行读入 操作将该位清零。 RXNE 标志也可以通过向该位写入零来清零。建议仅在多缓冲区通信时使 用此清零序列。 0：未接收到数据 1：已准备好读取接收到的数据 IDLE：检测到空闲线路 (IDLE line detected) 检测到空闲线路时，该位由硬件置 1。如果 USART_CR1 寄存器中 IDLEIE = 1，则会生成中 断。该位由软件序列清零（读入 USART_SR 寄存器，然后读入 USART_DR 寄存器）。 0：未检测到空闲线路 1：检测到空闲线路 ORE：上溢错误 (Overrun error) 在 RXNE = 1 的情况下，当移位寄存器中当前正在接收的字准备好传输到 RDR 寄存器时，该 位由硬件置 1。如果 USART_CR1 寄存器中 RXNEIE = 1，则会生成中断。该位由软件序列清 零（读入 USART_SR 寄存器，然后读入 USART_DR 寄存器）。 0：无上溢错误 1：检测到上溢错误 二、USART转RS485 1.串口转RS485电路设计采用MAX3485芯片实现串口转485. 串口发送和接受多个数据也是在单个发送和接收的基础上实现的，由于项目需要读取四个气体的浓度，所以需要串口分别发送四个数据请求并接受四个串口数据，注意数据的格式都是16进制 oid Get_Gas_Density(void) //该函数先延时100s，如何轮流发送四个数据并接受四个数据，接受数据是通过中断来实现 { if(tx_times==1) { for(WaitTime=0;WaitTime UART5_RX_STA = 0; GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //USART5 SEND DATA 开关 1:send 0;receive delay_ms(50); LED1=0; WhichGas = 0; UART5_Send_bytes( UART5_TX_BUF_1, 12); LED1=1; tx_times = 3; delay_ms(1000); } else if((tx_times==3)&&(UART5_RX_STA)) { UART5_RX_STA = 0; GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //USART5 SEND DATA 开关 1:send 0;receive delay_ms(50); LED1=0; WhichGas = 1; UART5_Send_bytes( UART5_TX_BUF_2, 12); LED1=1; tx_times = 4; delay_ms(1000); } else if((tx_times==4)&&(UART5_RX_STA)) { UART5_RX_STA = 0; GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //USART5 SEND DATA 开关 1:send 0;receive delay_ms(50); LED1=0; WhichGas = 2; UART5_Send_bytes( UART5_TX_BUF_3, 12); LED1=1; tx_times = 5; delay_ms(1000); } else if((tx_times==5)&&(UART5_RX_STA)) { UART5_RX_STA = 0; GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //USART5 SEND DATA 开关 1:send 0;receive delay_ms(50); LED1=0; WhichGas = 3; UART5_Send_bytes( UART5_TX_BUF_4, 12); LED1=1; tx_times=2; delay_ms(1000); } else {} } void usart5_data_analyse(u8 *buf,u8 num,u8 WhichGas) //串口接受数据处理程序 { CalcDedmsoty[1] = (buf[11]&0x0f) * 100; CalcDedmsoty[0] = ((buf[11]>>4)&0x0f) * 1000; CalcDedmsoty[2] = (buf[12]&0x0f) ; CalcDedmsoty[3] = ((buf[12]>>4)&0x0f) * 10; GasDensity[WhichGas] = CalcDedmsoty[0]+CalcDedmsoty[1]+CalcDedmsoty[2]+CalcDedmsoty[3]; switch(buf[13]) { case 0x00: GasDensity[WhichGas] = GasDensity[WhichGas]; break; case 0x01: GasDensity[WhichGas] = GasDensity[WhichGas]/10; break; case 0x02: GasDensity[WhichGas] = GasDensity[WhichGas]/100; break; case 0x03: GasDensity[WhichGas] = GasDensity[WhichGas]/1000; break; } } void UART5_IRQHandler(void) { uint8_t res; static u8 i1=0; if(USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE) != RESET)//判断接收标志 { res = UART5->DR; UART5_RX_BUF[i1] = res; i1++; if(i1 > 17 )// { usart5_data_analyse(UART5_RX_BUF,18,WhichGas); LED2=0; i1=0;//缓存清0 UART5_RX_STA=1; LED2=1; } } } 您可能感兴趣的内容: OLED的HAL库代码介绍及使用（stm32f1/I2C/HAL库版/CubeMX/包含有正负浮点数/0.96‘/100%一次点亮） K210与STM32/OpenMV的双向串口通信实现 STM32实现LoRa无线通信 STM32 雷龙SD NAND实现FATFS文件系统的移植及测试 Frida Hook 常用函数、java 层 hook、so 层 hook、RPC、群控 |
有几个寄存器需要了解一下。
需要注意的一点是，RE和DE引脚是用来控制数据的接收和发送，当RE和DE为高电平时，芯片处于发送状态，RE和DE为低电平时，芯片处于接收状态【本文地址】
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