下面将基于 STM32 标准库，结合之前提到的不同应用场景，给出使用 TXE、TC、IDLE 和 RXNE 标志位的代码示例及分析。
1. 连续数据发送（使用 TXE）
应用场景
向外部设备连续发送大量数据，如向显示屏发送显示数据、向传感器发送配置指令序列等。
代码示例
#include "stm32f10x.h"
void USART1_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 使能 USART1 和 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置 PA9 为复用推挽输出（TX）
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);
// 配置 USART1
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_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 使能 USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_SendString(const char* str) {
while (*str) {
// 等待发送数据寄存器为空
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// 写入新的数据
USART_SendData(USART1, (uint8_t)*str++);
}
}
int main(void) {
USART1_Configuration();
const char* message = "Hello, World!";
USART1_SendString(message);
while (1) {
// 主循环
}
}
代码分析
USART1_Configuration函数：- 使能 USART1 和 GPIOA 的时钟。
- 配置 PA9 为复用推挽输出，用于 USART1 的发送功能。
- 初始化 USART1，设置波特率为 115200，数据位为 8 位，停止位为 1 位，无校验位，无硬件流控制，仅使能发送模式。
- 使能 USART1。
USART1_SendString函数：- 使用
USART_GetFlagStatus函数检查TXE标志位，当该标志位为SET时，表示发送数据寄存器为空。 - 使用
USART_SendData函数将字符串中的字符依次发送出去。
- 使用
main函数：- 调用
USART1_Configuration函数初始化 USART1。 - 调用
USART1_SendString函数发送字符串 "Hello, World!"。
- 调用
2. 数据发送完成确认（使用 TC）
应用场景
在对数据完整性要求较高的场景中，确保整个数据帧完整无误地发送到目标设备。
代码示例
#include "stm32f10x.h"
void USART1_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 使能 USART1 和 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置 PA9 为复用推挽输出（TX）
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);
// 配置 USART1
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_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 使能 USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_SendDataAndWaitComplete(uint8_t data) {
// 等待发送数据寄存器为空
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
// 写入数据
USART_SendData(USART1, data);
// 等待发送完成
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
}
int main(void) {
USART1_Configuration();
uint8_t command = 0xAA;
USART1_SendDataAndWaitComplete(command);
while (1) {
// 主循环
}
}
代码分析
USART1_Configuration函数：与连续数据发送场景中的配置函数相同。USART1_SendDataAndWaitComplete函数：- 先使用
USART_GetFlagStatus函数检查TXE标志位，当该标志位为SET时，将数据写入DR寄存器。 - 然后使用
USART_GetFlagStatus函数检查TC标志位，当该标志位为SET时，表示整个数据帧发送完成。
- 先使用
main函数：- 调用
USART1_Configuration函数初始化 USART1。 - 调用
USART1_SendDataAndWaitComplete函数发送一个字节的命令0xAA。
- 调用
3. 数据帧边界识别（使用 IDLE）
应用场景
接收不定长的数据帧，如从传感器接收实时数据、从其他设备接收通信协议数据等。
代码示例
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#define BUFFER_SIZE 256
uint8_t rx_buffer[BUFFER_SIZE];
uint8_t rx_index = 0;
void USART1_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
// 使能 USART1 和 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置 PA10 为浮空输入（RX）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 配置 USART1
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_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 使能 USART1 的 IDLE 中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
// 配置 NVIC
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 使能 USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_IRQHandler(void) {
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET) {
// 清除 IDLE 标志位
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
uint8_t temp = USART_ReceiveData(USART1); // 读取数据以清除 IDLE 标志
// 处理一帧数据接收完成事件
// 这里简单打印接收到的数据长度
printf("Received %d bytes of data.\n", rx_index);
// 清空缓冲区和索引
rx_index = 0;
} else if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) {
// 读取接收缓冲区的数据
rx_buffer[rx_index++] = USART_ReceiveData(USART1);
// 清除 RXNE 标志位
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
}
int main(void) {
USART1_Configuration();
while (1) {
// 主循环
}
}
代码分析
USART1_Configuration函数：- 使能 USART1 和 GPIOA 的时钟。
- 配置 PA10 为浮空输入，用于 USART1 的接收功能。
- 初始化 USART1，设置波特率为 115200，数据位为 8 位，停止位为 1 位，无校验位，无硬件流控制，仅使能接收模式。
- 使能 USART1 的
IDLE中断，并配置 NVIC。 - 使能 USART1。
USART1_IRQHandler函数：- 当
IDLE中断发生时，使用USART_ClearITPendingBit函数清除IDLE标志位，读取数据以彻底清除该标志。处理接收到的数据（这里简单打印数据长度），并清空缓冲区和索引。 - 当
RXNE中断发生时，将接收到的数据存入缓冲区，并清除RXNE标志位。
- 当
main函数：- 调用
USART1_Configuration函数初始化 USART1。 - 进入主循环等待中断。
- 调用
4. 实时数据接收（使用 RXNE）
应用场景
实时处理接收到的数据，如实时监测传感器数据、接收外部设备的控制指令等。
代码示例
#include "stm32f10x.h"
void USART1_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
// 使能 USART1 和 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置 PA10 为浮空输入（RX）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 配置 USART1
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_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 使能 USART1 的 RXNE 中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
// 配置 NVIC
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 使能 USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_IRQHandler(void) {
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) {
uint8_t data = USART_ReceiveData(USART1); // 读取接收缓冲区的数据
// 简单处理接收到的数据，这里假设点亮一个 LED
if (data == '1') {
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 点亮 PA0
} else if (data == '0') {
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 熄灭 PA0
}
// 清除 RXNE 标志位
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
}
int main(void) {
// 使能 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置 PA0 为推挽输出
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
USART1_Configuration();
while (1) {
// 主循环
}
}
代码分析
USART1_Configuration函数：- 使能 USART1 和 GPIOA 的时钟。
- 配置 PA10 为浮空输入，用于 USART1 的接收功能。
- 初始化 USART1，设置波特率为 115200，数据位为 8 位，停止位为 1 位，无校验位，无硬件流控制，仅使能接收模式。
- 使能 USART1 的
RXNE中断，并配置 NVIC。 - 使能 USART1。
USART1_IRQHandler函数：- 当
RXNE中断发生时，使用USART_ReceiveData函数读取接收缓冲区的数据。 - 根据接收到的数据内容，控制 PA0 引脚的电平，实现点亮或熄灭 LED 的功能。
- 使用
USART_ClearITPendingBit函数清除RXNE标志位。
- 当
main函数：- 使能 GPIOA 时钟，配置 PA0 为推挽输出。
- 调用
USART1_Configuration函数初始化 USART1。 - 进入主循环等待中断。