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嵌入式学习笔记——STM32的USART收发字符串及串口中断

USART收发字符串及串口中断

  • 前言
  • 字符串的收发
    • 发送一个字符串
    • 接收字符串
      • 需求
    • 利用串口实现printf
  • 中断
    • 中断是什么

前言

上一篇中,介绍了串口收发相关的寄存器,通过代码实现了一个字节的收发,本文接着上面的内容,通过功能函数实现字符串的收发,然后引入中断解决收发过程中while()死等的问题。

字符串的收发

发送一个字符串

根据昨天的字符发送函数,只需要稍作修改即可实现发送函数了,一个字符串的结尾会有一个’\0’作为结束符,所以再发送过程中,只需要判断当前发送的字符是不是结束符即可,如果不是结束符就将该位发送至电脑的串口调试助手,如果是结束符,那就意味着一个字符串发送完毕了。具体代码如下:

/*******************************************
*函数名    :Usart1_Send_Str
*函数功能  :串口1发送一个字符串函数
*函数参数  :u8 *str
*函数返回值:无
*函数描述  :
*********************************************/
void Usart1_Send_Str(u8 *str)
{
	while(*str != '\0')
	{
		Usart1_Send_Byte(*str);
		str++;
	}
}

接收字符串

发送字符串相对容易,接收这边,就需要借用C语言中的数组来帮忙了,因为数据是一个字符一个字符的发送过来的,每一次只能接收一个字符,所以需要使用一个数组来存接收到的位,而且串口助手在发送字符串的时候是不会给单片机发送结束符,所以还需要编程者自己规定结束符,当然,后面引入空闲中断之后就不需要这样操作了。这里笔者使用的是‘#’作为结束标志。具体实现代码如下:


/*******************************************
*函数名    :Usart1_Receive_Str
*函数功能  :串口1接收一个字节函数
*函数参数  :void
*函数返回值:u8 str
*函数描述  :
*********************************************/
void Usart1_Receive_Str(void)
{
	static u8 i=0;
	//等待接收完成
	while(!(USART1->SR & (1<<5)));
	//将数据寄存器的数据读取到数组
		Str_Buff[i] = USART1->DR;
		i++;
	if(Str_Buff[i-1]=='#')//如果检测到结束标志‘#’
	{
		Str_Buff[i-1]= '\0';//手动给字符串添加‘\0’结束符
		i=0;
		Usart1_Receive_Str_Flag=1;//接收完成的标志位置一
		Usart1_Send_Str(Str_Buff);//将接受的数组再发回串口助手
	}
}

需求

使用串口调试助手发送11打开1号小灯,10关闭一号小灯,21打开二号小灯,20关闭二号小灯。效果如下:
在这里插入图片描述
主函数代码:
在这里插入图片描述

利用串口实现printf

在C语言的学习中,使用频率最高的输出函数就是printf了,这个函数在单片机上也同样适用,只是要改一下输出的方向,所以也叫重定向。
在C中printf函数-----输出函数
输出方向:PC机------>屏幕
在单片机中printf-------输出函数
输出方向: 单片机---->PC机
关于具体的修改其实KEIL已经帮我们做好了,需要我们修改的只有一个,就是将“stdio.h”内的fputc,也就是字符输出函数,修改到和我们的字符串输出函数关联即可。具体代码如下:

 //printf的重定向函数
//fputc-----专门发送字符的函数h
int fputc(int c, FILE * stream)
{
	Usart1_Send_Byte(c);
	return c;
}

将此代码放到USART1.c中即可,不需要调用也不需要声明。
在这里插入图片描述
然后就是勾选KEIL的库,如下图所示,依次选择魔法棒、Target、然后将3所在位置的复选框锁定。
在这里插入图片描述
然后再在USART1.h中添加stdio.h。
在这里插入图片描述
最后在主函数中调用printf即可,printf主要是方便我们的后期调试,实用语法与C一致。
在这里插入图片描述
实际输出效果:
在这里插入图片描述
到这里,已经实现了字符串的收发,但是存在两个问题,
1是上位机发送数据到板子上必须要设置结束符,类似笔者此处的‘#’;
2是此代码在接收时会阻塞在等待接受完毕的while,这会导致其他的模块工作不正常,在while(1)内,一定要尽力避免死等的出现。
很明显,现在这个代码还不太令人满意,那么要怎么修改呢,在修改代码之前,需要先去了解一个新的东西——中断。
在这里插入图片描述

中断

首先,需要知道中断是个什么东西,它有什么作用,具体怎么使用,下面一一来进行介绍。

中断是什么

中断嘛,按照名字的第一反应是终止一件事,打断某些东西的感觉,实际上也差不多是这个意思,它终止和打断的就是前面我们编写的main函数里面的东西。
在这里插入图片描述
也就是说在程序正常运行过程中,出现了不正常的事件(异常),CPU会去处理这个异常,处理完之后再回到正常的程序中。这个异常事件就是中断。
中断的目的:由外设或者CPU创造一个异常事件(紧急事件)
紧急事件发生的时间和地点:未知
紧急事件是实时响应的,紧急事件不能执行太久(里面不能有延时 循环 阻塞程序)
下面我们来看一张图:
代码正常运行的时候是如下图所示的蓝色箭头方向,首先会依次向下执行初始化代码,然后进入while循环;
如果我们在初始化中,初始化了中断,就会有一个对应的中断服务函数,当中断的条件满足了,程序就会暂时终止main函数里面的内容,去八中断服务函数里面的内容执行完毕了再回来运行main里面的内容。
在这里插入图片描述
同时,从上图可以看出,当中断被初始化后,任何时刻都可能满足中断的条件,也就是在任何位置都可能会跳出main里面的内容去执行中断服务函数里面的内容。因此说它产生的时间和地点是未知的。


http://www.kler.cn/a/214.html

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