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【STM32通訊系列--串口通訊】使用標準庫、HAL庫實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)（包含幀頭、幀尾校驗，配套完整開源程序）

2年前作者：Ehang_Maker分類：Toy博客閱讀(27)違法舉報

這篇具有很好參考價值的文章主要介紹了【STM32通訊系列--串口通訊】使用標準庫、HAL庫實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)（包含幀頭、幀尾校驗，配套完整開源程序）。希望對大家有所幫助。如果存在錯誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點擊"舉報違法"按鈕提交疑問。

一、串口的基本概念

【數(shù)據(jù)組成】串口的通訊協(xié)議由開始位，數(shù)據(jù)位，校驗位，結(jié)束位構成。
【數(shù)據(jù)結(jié)構】一般以一個低電平作為一幀數(shù)據(jù)的起始，接著跟隨 8 位或者 9 位數(shù)據(jù)位，之后為校驗位，分為奇校驗，偶校驗和無校驗，最后以一個先高后低的脈沖表示結(jié)束位，長度可以設置為 0.5，1，1.5 或 2 位長度。
【奇偶校驗原理】統(tǒng)計發(fā)送數(shù)據(jù)中高電平即’1’的奇偶，將結(jié)果記錄在奇偶校驗位中發(fā)送給接收方，接收方收到奇偶校驗位后和自己收到的數(shù)據(jù)進行對比，如果奇偶性一致就接受這幀數(shù)據(jù)，否則認為這幀數(shù)據(jù)出錯。

如下圖所示：一個 8 位數(shù)據(jù)位，1 位奇偶校驗位，1 位結(jié)束位的串口數(shù)據(jù)幀。

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上圖的解釋如下：

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注意事項：

一般進行串口通訊時，收發(fā)雙方要保證遵守同樣的協(xié)議才能正確的完成收發(fā)，除了協(xié)議要一致之外，還有一個非常重要的要素要保持一致，那就是通訊的速率，即波特率。
波特率是指發(fā)送數(shù)據(jù)的速率,單位為波特每秒，一般串口常用的波特率有 115200，38400，9600 等。
串口的波特率和總線時鐘周期（clock）成倒數(shù)關系，即總線時鐘周期越短，單位時間內(nèi)發(fā)送的碼元數(shù)量越多，串口波特率就越高。

二、使用 STM32 標準庫實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)

示例程序功能說明：首先，通過串口一實現(xiàn)對任意長度數(shù)據(jù)的接收，接收到數(shù)據(jù)之后，將其存放到一個數(shù)組當中，方便后續(xù)調(diào)用；其次將STM32接收到的數(shù)據(jù)通過串口一發(fā)送出去。核心程序如下：（完整版程序詳見文末鏈接）

// 串口發(fā)送部分核心代碼如下：
int main(void)
{	
	delay_init();	    //延時函數(shù)初始化
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應優(yōu)先級
	uart_init(115200);	 //串口初始化為115200	
	
//	USART_SendData(USART1, 0x11);  
//	while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);

	while(1)
	{
		if(receive_flag == 1) //串口接收完成標志位
		{
				for(int i=0;i<8;i++)
				{
					USART_SendData(USART1, Receive_Data[i]);//向串口1發(fā)送數(shù)據(jù)
					while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待發(fā)送結(jié)束				
				}	
				receive_flag = 0;  //一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，標志位置0		
		}
	}		
}

// 串口接收部分核心代碼如下：
void USART1_IRQHandler(void)
{	
	static u8 Count=0;  //定義計數(shù)靜態(tài)變量
	u8 Usart_Receive;   //定義中間傳遞變量

	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //判斷是否接收到數(shù)據(jù)
	{
			Usart_Receive = USART_ReceiveData(USART1); //讀取數(shù)據(jù)
		
			if(receive_flag == 0)
			{
					//串口數(shù)據(jù)填入數(shù)組
					Receive_Data[Count]=Usart_Receive;
					
					//確保數(shù)組第一個數(shù)據(jù)為FRAME_HEADER（幀頭）
					if(Usart_Receive == FRAME_HEADER||Count>0) 
						Count++; 
					else 
						Count=0;
					
					if (Count == 8) //驗證數(shù)據(jù)包的長度
					{   
						Count=0; //為串口數(shù)據(jù)重新填入數(shù)組做準備
						
						if(Receive_Data[7] == FRAME_TAIL) //驗證數(shù)據(jù)包的幀尾
						{
							//接收到完整的一幀數(shù)據(jù)之后，在這里面進行處理
							receive_flag = 1;												
						}
					}					
			}			
	}
}

程序關鍵：

通過微小調(diào)整，可以實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)，方便使用；
串口接收魯棒性高，采用校驗幀頭、幀尾以及數(shù)據(jù)長度的方式，確保接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

STM32 標準庫串口收發(fā)實驗展示（實驗中，幀頭設置為0x01，幀尾設置為0x02，數(shù)據(jù)長度為8個字節(jié)）

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【實驗結(jié)論】如上圖所示，發(fā)送端的數(shù)據(jù)，接收端會完好收到。下面進行干擾性測試：

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【實驗結(jié)論】如上圖所示，在引入幀頭、幀尾以及長度校驗后，程序的抗干擾能力較強。

三、使用 STM32 HAL庫實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)

HAL庫程序使用CUBE MX生成

// 串口發(fā)送部分核心代碼如下：
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  /* USER CODE BEGIN Init */
  /* USER CODE END Init */
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
  /* USER CODE END SysInit */
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  //__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)Usart_Receive,1); //這句話極為重要
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if(receive_flag == 1)
		{
			HAL_UART_Transmit(&huart1,Receive_Data,8,100);			
			receive_flag = 0;			
		}				
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

// 串口接收部分核心代碼如下：
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	static uint8_t Count=0;  //定義計數(shù)靜態(tài)變量
	
  if(huart->Instance==USART1)
  {
      HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)Usart_Receive,1);
		
			if(receive_flag == 0)
			{
					//串口數(shù)據(jù)填入數(shù)組
					Receive_Data[Count]=Usart_Receive[0];
					
					//確保數(shù)組第一個數(shù)據(jù)為FRAME_HEADER（幀頭）
					if(Usart_Receive[0] == FRAME_HEADER||Count>0) 
						Count++; 
					else 
						Count=0;
					
					if (Count == 8) //驗證數(shù)據(jù)包的長度
					{   
						Count=0; //為串口數(shù)據(jù)重新填入數(shù)組做準備
						
						if(Receive_Data[7] == FRAME_TAIL) //驗證數(shù)據(jù)包的幀尾
						{
							//接收到完整的一幀數(shù)據(jù)之后，在這里面進行處理
							receive_flag = 1;												
						}
					}					
			}					
  }
}

STM32 HAL庫串口收發(fā)實驗展示（實驗中，幀頭設置為0x01，幀尾設置為0x02，數(shù)據(jù)長度為8個字節(jié)）

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四、相關程序及總結(jié)

1.上述代碼已開源，開源鏈接：

https://e.coding.net/ehangtest01/stm32_explore/STM32_Explore.git

文件夾內(nèi)容如下：
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2.不管是使用標準庫還是HAL庫，都需要對數(shù)據(jù)進行校驗，這樣才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-621339.html

到了這里，關于【STM32通訊系列--串口通訊】使用標準庫、HAL庫實現(xiàn)任意長度數(shù)據(jù)的收發(fā)（包含幀頭、幀尾校驗，配套完整開源程序）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！

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