STM32单片机入门学习——第29节: [9-5] 串口收发HEX数据包&串口收发文本数据包

发布于：2025-04-10 ⋅ 阅读:(33) ⋅ 点赞:(0)

写这个文章是用来学习的,记录一下我的学习过程。希望我能一直坚持下去,我只是一个小白,只是想好好学习,我知道这会很难，但我还是想去做！

本文写于：2025.04.09

STM32开发板学习——第29节: [9-5] 串口收发HEX数据包&串口收发文本数据包

前言

   本次笔记是用来记录我的学习过程,同时把我需要的困难和思考记下来,有助于我的学习，同时也作为一种习惯,可以督促我学习,是一个激励自己的过程,让我们开始32单片机的学习之路。
   欢迎大家给我提意见,能给我的嵌入式之旅提供方向和路线，现在作为小白,我就先学习32单片机了,就跟着B站上的江协科技开始学习了.
   在这里会记录下江协科技32单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容，因为我之前有一个开发板,我大概率会用我的板子模仿着来做.让我们一起加油！
   另外为了增强我的学习效果：每次笔记把我不知道或者问题在后面提出来,再下一篇开头作为解答！

开发板说明

   本人采用的是慧净的开发板,因为这个板子是我N年前就买的板子,索性就拿来用了。另外我也购买了江科大的学习套间。
   原理图如下
1、开发板原理图
在这里插入图片描述
2、STM32F103C6和51对比
在这里插入图片描述
3、STM32F103C6核心板
在这里插入图片描述

视频中的都用这个开发板来实现,如果有资源就利用起来。另外也计划实现江协科技的套件。

下图是实物图
在这里插入图片描述

引用

【STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕】
还参考了下图中的书籍:
STM32库开发实战指南：基于STM32F103（第2版）
在这里插入图片描述
数据手册
在这里插入图片描述

解答和科普

一、串口收发HEX数据包

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这这里，为了收发数据包，先定义两个缓冲区的数组，

uint8_t Serial_TxPacket[4];
uint8_t Serial_RxPacket[4];
uint8_t Serial_RxFlag;	//如果收到数据包，就置位

先写一个SendPACKET的函数，调用一下这个函数，TxPacket数组的4个数据，就会自动加上包头包尾发送出去；

void Serial_SendPacket(void)
{
	Serial_SendByte(0xFF);
	Serial_SendArray(Serial_TxPacket,4);
	Serial_SendByte(0xFE);
}

extern uint8_t Serial_TxPacket[];
extern uint8_t Serial_RxPacket[];

数组声明的时候，数量可以不要，这个，如果模块里面有数组需要外部调用，这里就直接把变量声明出去了，如果要封装写个GET、Set的话，也是可以，那就得用指针进行传递，那样有点麻烦，这里就是直接声明出去；

	Serial_TxPacket[0]=0x01;
	Serial_TxPacket[1]=0x02;
	Serial_TxPacket[2]=0x03;
	Serial_TxPacket[3]=0x04;
	
	Serial_SendPacket();

TxPacket数组的4个数据，就会自动加上包头包尾发送出去；
在这里插入图片描述
接收一个这样数据包的代码：

static uint8_t RxState=0;

这个静态变量类似于全局变量，函数进入只会初始化一次0，在函数退出后，数据仍然有效，与全局变量不同的是，静态变量只能在本函数使用，那我们就用这个RxState当做状态变量S，根据RxState的不同，我们需要进入不同的处理程序，

void  USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState=0;
	static uint8_t pRxPacket=0;			//指示接收到哪一个了
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
	{
		uint8_t RxData=USART_ReceiveData(USART1);		//获取数据字节
		if(RxState == 0)
		{
			if(RxData == 0xFF)
			{
				RxState =1;
				pRxPacket=0;
			}
		}
		else  if(RxState==1)
		{
			Serial_RxPacket[pRxPacket]=RxData;
			pRxPacket++;
			if(pRxPacket>=4)
			{
				RxState=2;
			}
		}
		else if(RxState==2)
		{
			if(RxData == 0xFE)
			{
				RxState=0;
				Serial_RxFlag =1;
			}
			
		}
		

		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
	}

}

在这里插入图片描述
就是这个RxPacket数组，它是一个同事被写入又同时被读出的数组，在中断函数里，我们会依次写入它，在主函数，我们又会依次读取它，这会造成什么问题呢，就是数据包之间可能会混在一起，比如你读取的过程太慢了，前面两个数据刚读出来，等了一会，才继续往后读，那这时候后面的数据就可能会刷新为下一个数据包的数据，也就是你读取的数据可能属于上一个数据包，另一部分属于下一个数据包，
可以在接收部分加入判断，就是在每个数据包读取处理完毕后，再接受下一个数据包，有时候及时相邻数据包和你在一起也没关系，结合实际情况处理；

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;


int main(void)
{
							
	OLED_Init();
	Serial_Init();
	Key_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"TxPacket");
	OLED_ShowString(3,1,"RxPacket");
	
	Serial_TxPacket[0]=0x01;
	Serial_TxPacket[1]=0x02;
	Serial_TxPacket[2]=0x03;
	Serial_TxPacket[3]=0x04;
	
	
	
//	OLED_ShowString(1,1,"Hello STM32 MCU");


	while(1)
	{
		KeyNum=Key_GetNum();
		if(KeyNum==1)
		{
			Serial_TxPacket[0]++;
			Serial_TxPacket[1]++;
			Serial_TxPacket[2]++;
			Serial_TxPacket[3]++;
			                  
			Serial_SendPacket();
			OLED_ShowHexNum(2,1,Serial_TxPacket[0],2);
			OLED_ShowHexNum(2,4,Serial_TxPacket[1],2);
			OLED_ShowHexNum(2,7,Serial_TxPacket[2],2);
			OLED_ShowHexNum(2,10,Serial_TxPacket[3],2);
		}
		if(Serial_GetRxFlag()==1)
		{
			OLED_ShowHexNum(4,1,Serial_RxPacket[0],2);
			OLED_ShowHexNum(4,4,Serial_RxPacket[1],2);
			OLED_ShowHexNum(4,7,Serial_RxPacket[2],2);
			OLED_ShowHexNum(4,10,Serial_RxPacket[3],2);
		}
		

	}
}

Serial.CH

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "stdio.h"
#include "stdarg.h"


uint8_t Serial_TxPacket[4];
uint8_t Serial_RxPacket[4];
uint8_t Serial_RxFlag;	//如果收到数据包，就置位


void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);	
	
	USART_InitTypeDef   USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;			//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; 	//控制流
	USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx |USART_Mode_Rx;		//串口模式要想接收再|
	USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;	//无校验位
	USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;	//停止位1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;	//数据位8位
	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef	NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn ;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd= ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
	
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);			//开启
}


void Serial_SendByte(uint8_t Byte)		//发送一个字节
{
	
	USART_SendData(USART1,Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
	
}

void Serial_SendArray(uint8_t *Array,uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for(i=0;i<Length;i++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
	
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for(i=0;String[i]!='\0';i++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}

}
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)
{
	uint32_t Result=1;
	while (Y--)
	{
		Result *=X;
	}
	return Result;
	
}
void  Serial_SendNumber(uint32_t Number,uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i=0;i< Length;i++)
	{
		Serial_SendByte(Number/Serial_Pow(10,Length-i-1)%10+'0');
	}
	 

}


int fputc(int ch,FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format,...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg,format);
	vsprintf(String, format ,arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
	
}

void Serial_SendPacket(void)
{
	Serial_SendByte(0xFF);
	Serial_SendArray(Serial_TxPacket,4);
	Serial_SendByte(0xFE);
}

uint8_t  Serial_GetRxFlag(void)
{
	if(Serial_RxFlag == 1)
	{
		Serial_RxFlag=0;
		return  1;
	}
	return 0;	
}


void  USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState=0;
	static uint8_t pRxPacket=0;			//指示接收到哪一个了
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
	{
		uint8_t RxData=USART_ReceiveData(USART1);		//获取数据字节
		if(RxState == 0)
		{
			if(RxData == 0xFF)
			{
				RxState =1;
				pRxPacket=0;
			}
		}
		else  if(RxState==1)
		{
			Serial_RxPacket[pRxPacket]=RxData;
			pRxPacket++;
			if(pRxPacket>=4)
			{
				RxState=2;
			}
		}
		else if(RxState==2)
		{
			if(RxData == 0xFE)
			{
				RxState=0;
				Serial_RxFlag =1;
			}
			
		}
		

		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
	}

}


#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H

#include <stdio.h>
 
 extern uint8_t Serial_TxPacket[];
 extern uint8_t Serial_RxPacket[];

void Serial_Init(void);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array,uint16_t Length);
void  Serial_SendNumber(uint32_t Number,uint8_t Length);
void Serial_Printf(char *format,...);

uint8_t  Serial_GetRxFlag(void);
void Serial_SendPacket(void);

#endif

实验现象

串口发送HEX数据包

二、串口收发文本数据包

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
发送不是一个个的，所以发送就直接在主函数里SendString，或者printf就行了；

如果连续发送数据包，程序处理不及时，可能导致数据包错位，文本数据包，不存在连续，如果错位了，问题就比较大，所以等每次处理完成后，再开始接收下一个数据包，在这里就不使用读取Flag之后立刻清除的策略了，在中断等待包头的时候，再加一个条件，

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "LED.h"
#include "string.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	LED_Init();
	Serial_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "TxPacket");
	OLED_ShowString(3, 1, "RxPacket");
	
	while (1)
	{
		if (Serial_RxFlag == 1)
		{
			OLED_ShowString(4, 1, "                ");
			OLED_ShowString(4, 1, Serial_RxPacket);
			
			if (strcmp(Serial_RxPacket, "LED_ON") == 0)
			{
				LED1_ON();
				Serial_SendString("LED_ON_OK\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "LED_ON_OK");
			}
			else if (strcmp(Serial_RxPacket, "LED_OFF") == 0)
			{
				LED1_OFF();
				Serial_SendString("LED_OFF_OK\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "LED_OFF_OK");
			}
			else
			{
				Serial_SendString("ERROR_COMMAND\r\n");
				OLED_ShowString(2, 1, "                ");
				OLED_ShowString(2, 1, "ERROR_COMMAND");
			}
			
			Serial_RxFlag = 0;
		}
	}
}


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

char Serial_RxPacket[100];				//"@MSG\r\n"
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}

uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y --)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;
	static uint8_t pRxPacket = 0;
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		
		if (RxState == 0)
		{
			if (RxData == '@' && Serial_RxFlag == 0)
			{
				RxState = 1;
				pRxPacket = 0;
			}
		}
		else if (RxState == 1)
		{
			if (RxData == '\r')
			{
				RxState = 2;
			}
			else
			{
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = RxData;
				pRxPacket ++;
			}
		}
		else if (RxState == 2)
		{
			if (RxData == '\n')
			{
				RxState = 0;
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = '\0';
				Serial_RxFlag = 1;
			}
		}
		
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

实验现象

串口发送文本数据包

问题

总结

本节课主要是串口数据包的代码编写，主要是对数据包如何处理，另外可以对extern对变量，可以外部调用，当然重要的是状态机的编写，不同的状态执行不同的任务，还有任务如何转运。

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