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stm32发送中断编程思路

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ID:104126 发表于 2016-1-23 00:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
u8 TxBuffer[2];
u8 TxCounter=0;
u8 count=0;
void USART_SendData_Int(u8 *str)
{
        while(*str != '\0')
        {
                TxBuffer[count++] = *str++;
        }  
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);        
}
void delay(void)
{
        long i,j;
        for(i=0;i<1500;i++)
                for(j=0;j<2000;j++);
}
int main(void)
{
    USART_Configuration();
    NVIC_Configuration();

    while (1)
    {
          USART_SendData_Int("012345678901234567890123456789012345\n");        
          USART_SendData_Int("abcdefghijklmn\n");
          delay();   
    }
}
void USART_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                  

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;               
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);        
  USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void NVIC_Configuration(void)
{
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 7;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void USART1_IRQHandler(void)
{

  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
  {   

    USART_SendData(USART1, TxBuffer[TxCounter++]);                    


    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);

    if(TxCounter == count)
    {

      USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
    }   
  }
}

这个程序经过调试,在串口调试助手上一点问题都没有!!!不过似乎从程序上看问题很多:1、我定义的串口缓存TxBuffer[2],为什么大小只有两个字节(应该说是任意字节大小都可以),我程序在发送数据时,数据大小远远超过两个字节,但是却没报错,更是还能正确运行。。。没懂!?2、我定义的两个全局变量u8 TxCounter=0;u8 count=0;每发送一次数据,都会相应自加上数据的长度,程序中没有对其清零, 却似乎永远没有溢出的迹象。怎么解释?

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ID:104126 发表于 2016-1-23 00:47 | 显示全部楼层
查询方式:发送数据——先发后查;

                     接收数据——先查后收。

中断方式:发送数据——发送、等待中断、中断中发送;

                    接收数据——等待中断、在中断中接收。


发送一个字符串
查询发送:发送完一个字节,等待发送完,继续发送下个字节,直到整个字符串发送完
          在这期间一直占用CPU
中断发送:发送完一个字节CPU响应中断将下个字节放到外设寄存器,直到整个字符串发完
          只有在中断时占用CPU资源

串口发送中断我只用过一次:
只要将第一个字节送进串口发送数据寄存器,就可以在串口发送中断里依次把剩余的字节都发送完,省去了等待每一个字节发送完的时间。
不过这是在AVR中用的。STM32的DMA就可以实现自动发送。
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ID:104126 发表于 2016-1-23 00:48 | 显示全部楼层

SECTION 2

先说TC。即Transmission Complete。发送一个字节后才进入中断,这里称为“发送后中断”。和原来8051的TI方式一样,都是发送后才进中断,需要在发送函数中先发送一个字节触发中断。发送函数如下


void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
    pDataByte = pData;
  
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.网友提供.
   
    USART_SendData(USART1, *(pDataByte++) ); //必须要++,不然会把第一个字符t发送两次
}


中断处理函数如下

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET  )
    {
        if( *pDataByte == '\0' )//TC需要 读SR+写DR 方可清0,当发送到最后,到'\0'的时候用个if判断关掉
            USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//不然TC一直是set, TCIE也是打开的,导致会不停进入中断. clear掉即可,不用关掉TCIE
        else
            USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    }

}

其中u8 *pDataByte;是一个外部指针变量

在中断处理程序中,发送完该字符串后,不用关闭TC的中断使能TCIE,只需要清掉标志位TC;这样就能避免TC == SET 导致反复进入中断了。

串口初始化函数如下


void USART_Config()
{
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
  
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据位
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
  USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
  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);//设置到USART1
  
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);//Tramsimssion Complete后,才产生中断. 开TC中断必须放在这里,否则还是会丢失第一字节

  USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
}
这里请问一个问题:开TC中断USART_ITConfig()如果放在我的USART_SendDataString()中再开,会丢失字符串的第一字节。必须放在串口初始化函数中才不会丢。不知道为什么??

这里笔者可以给出解释,你看下SECTION1 就可以知道为什么呢,你这样做的原理和SECTION1讲解的差不多,就相当于延时,而你后面没有丢失数据的主要原因就是你代码中有这么一句 USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.网友提供.


再说判断TXE。即Tx DR Empty,发送寄存器空。当使能TXEIE后,只要Tx DR空了,就会产生中断。所以,发送完字符串后必须关掉,否则会导致重复进入中断。这也是和TC不同之处。

发送函数如下:

void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
    pDataByte = pData;
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//只要发送寄存器为空,就会一直有中断,因此,要是不发送数据时,把发送中断关闭,只在开始发送时,才打开。
   
}

中断处理函数如下:


void USART1_IRQHandler(void)
{
    if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET  )
    {
        if( *pDataByte == '\0' )//待发送的字节发到末尾NULL了
            USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);//因为是 发送寄存器空 的中断,所以发完字符串后必须关掉,否则只要空了,就会进中断
        else
            USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    }

}

在串口初始化函数中就不用打开TXE的中断了(是在发送函数中打开的)如下:

void USART_Config()
{
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义一个包含串口参数的结构体
  
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率9600
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8位数据位
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//输入加输出模式
  USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;//时钟关闭
  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);//设置到USART1
  
  USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
}

SECTION 3


在USART的发送端有2个寄存器,一个是程序可以看到的USART_DR寄存器(下图中阴影部分的TDR),另一个是程序看不到的移位寄存器(下图中阴影部分Transmit Shift Register)。

对应USART数据发送有两个标志,一个是TXE=发送数据寄存器空,另一个是TC=发送结束;对照下图,当TDR中的数据传送到移位寄存器后,TXE被设置,此时移位寄存器开始向TX信号线按位传输数据,但因为TDR已经变空,程序可以把下一个要发送的字节(操作USART_DR)写入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位发送结束,所有位发送结束时(送出停止位后)硬件会设置TC标志。

另一方面,在刚刚初始化好USART还没有发送任何数据时,也会有TXE标志,因为这时发送数据寄存器是空的。

TXEIE和TCIE的意义很简单,TXEIE允许在TXE标志为'1'时产生中断,而TCIE允许在TC标志为'1'时产生中断。

至于什么时候使用哪个标志,需要根据你的需要自己决定。但我认为TXE允许程序有更充裕的时间填写TDR寄存器,保证发送的数据流不间断。TC可以让程序知道发送结束的确切时间,有利于程序控制外部数据流的时序。


SECTION 4

        总的来说,STM32单片机的串口还是很好理解的,编程也不算复杂。当然我更愿意希望其中断系统和51单片机一样的简单。
        对于接收终端,就是RXNE了,这只在接收完成后才产生,在执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE)代码时不会进入ISR。但麻烦的就是发送有关的中断了:TXE或者TC,根据资料和测试的结果,TXE在复位后就是置1的,即在执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,  ENABLE)后会立即产生中断请求。因此这造成一个麻烦的问题:如果没有真正的发送数据,TXE中断都会发生,而且没有休止,这将占用很大部分的CPU时间,甚至影响其他程序的运行!
        因此建议的是在初始化时不好启用TXE中断,只在要发送数据(尤其是字符串、数组这样的系列数据)时才启用TXE。在发送完成后立即将其关闭,以免引起不必要的麻烦。
        对于发送,需要注意TXE和TC的差别——这里简单描述一下,假设串口数据寄存器是DR、串口移位寄存器是SR以及TXD引脚TXDpin,其关系是DR->SR->TXDpin。当DR中的数据转移到SR中时TXE置1,如果有数据写入DR时就能将TXE置0;如果SR中的数据全部通过TXDpin移出并且没有数据进入DR,则TC置1。并且需要注意TXE只能通过写DR来置0,不能直接将其清零,而TC可以直接将其写1清零。        对于发送单个字符可以考虑不用中断,直接以查询方式完成。
        对于发送字符串/数组类的数据,唯一要考虑的是只在最后一个字符发送后关闭发送中断,这里可以分为两种情况:对于发送可显示的字符串,其用0x00作为结尾的,因此在ISR中就用0x00作为关闭发送中断(TXE或者TC)的条件;第二种情况就是发送二进制数据,那就是0x00~0xFF中间的任意数据,就不能用0x00来判断结束了,这时必须知道数据的具体长度。
       这里简单分析上面代码的执行过程:TXE中断产生于前一个字符从DR送入SR,执行效果是后一个字符送入DR。对于第一种情况,如果是可显示字符,就执行USART_SendData来写DR(也就清零了TXE),当最后一个可显示的字符从DR送入SR之后,产生的TXE中断发现要送入DR的是字符是0x00——这当然不行——此时就关闭TXE中断,字符串发送过程就算结束了。当然这时不能忽略一个隐含的结果:那就是最后一个可显示字符从DR转入SR后TXE是置1的,但关闭了TXE中断,因此只要下次再开启TXE中断就会立即进入ISR。对于第二种情况,其结果和第一种的相同。

         对于第一种情况,其程序可以这么写:其中TXS是保存了要发送数据的字符串,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]) //如果是可显示字符
                    { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
                else   //发送完成后关闭TXE中断,
                    { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                        
            }                  
    }
        对于第二种情况,和上面的大同小异,其中TXLen表示要发送的二进制数据长度:
void USART1_IRQHandler(void)
    {
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET) //对USART_DR的写操作,将该位清零。
            {                                             
                if(TxCounter1
                    { USART_SendData(USART1,TXS[TxCounter1++]);}
                else   //发送完成后关闭TXE中断
                    { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);}                                                         
            }                    
    }
        事实上第一种情况是第二种的特殊形式,就是说可以用第二种情况去发送可显示的字符——当然没人有闲心去数一句话里有多少个字母空格和标点符号!
        在使用时,只要将TXS指向要发送的字符串或者数组,设置TxLen为要发送的数据长度,然后执行USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE)就立即开始发送过程。用户可以检查TxCounter1来确定发送了多少字节。比如以第二种情况为例:
uint32_t *TXS;
uint8_t TxBuffer1[]="0123456789ABCDEF";
uint8_t DST2[]="ASDFGHJKL";
__IO uint8_t TxLen = 0x00;
     TxLen=8;                               //发送8个字符,最终发送的是01234567
    TXS=(uint32_t *)TxBuffer1;   //将TXS指向字符串TxBuffer1
    TxCounter1=0;                     //复位索引值
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);   //启用TXE中断,即开始发送过程
    while(TxCounter1!=TxLen);   //等待发送完成

    TXS=(uint32_t *)TxBuffer2;   //同上,最终发送的是ASDFGHJK
    TxCounter1=0;
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE,ENABLE);
    while(TxCounter1!=TxLen);
        以上就是我认为的最佳方案,但串口中断方式数据有多长就中断多少次,我认为还是占用不少CPU时间,相比之下DMA方式就好多了,因为DMA发送字符串时最多中断两次(半传输完成,全传输完成),并且将串口变成类似16C550的器件。



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ID:75321 发表于 2016-3-24 11:33 | 显示全部楼层
最近有个项目的程序用到串口中断,看了楼主写的东西受益匪浅,感谢
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