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STM32串口接收不定长数据STM32USART空闲检测中断

智凡单片机2019-06-07STM3223538

单片机串口接收不定长数据时，必须面对的一个问题为：怎么判断这一包数据接收完成了呢？常见的方法主要有以下两种：

1.在接收数据时启动一个定时器，在指定时间间隔内没有接收到新数据，则认为数据接收完成；

2.在数据中加入帧头、帧尾，通过在程序中判断是否接收到帧尾来确定数据接收完毕。

这两种方法的缺点为，需要主程序来判断和处理，对主程序造成不小压力。

STM32单片机空闲检测中断可以很好的解决这个问题。他的工作原理为：

当STM32的串口接收完一包数据后，会产生一个空闲中断。这个中断在串口其他任何状态都不产生，只会在接收完一包数据后才会产生，一包数据可以是1个字节或者多个字节。因此，我们可以在这个空闲中断函数中，设置一个接收完成标志位。那么，我们只需要在主程序中检测这个标志位就知道数据是否接收完成了。具体应该怎么操作呢？其他不表，直接上代码：

#include "bsp_usart.h"

static void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//嵌套向量中断控制器组选择

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//配置USART为中断源
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢断优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//子优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置NVIC
}

void USART_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能串口GPIO的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//使能串口外设的时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//将USART1 Tx的GPIO配置为推挽复用模式
    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;// 将USART1 Rx的GPIO配置为浮空输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//配置波特率115200
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //配置数据字长8bit
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//配置停止位1bit
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;//校验位无

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制无
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //同时收发模式

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//完成串口的初始化配置
    NVIC_Configuration();//串口中断优先级配置

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能串口接收中断
    USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE, ENABLE);//空闲中断使能
    USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);//使能串口
}

上述代码几乎是STM32串口的常规配置，无需赘述。增加了第47行的空闲中断使能语句，允许它中断即可：USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE, ENABLE);//空闲中断使能

下面是主程序和串口中断函数：

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.h"

//全局变量定义
uint8_t rx_buff[100];  //接收缓存
uint8_t rx_done = 0; //接收完成标志
uint8_t rx_cnt = 0;//接收数据长度

int main(void)
{

    USART_Config();  //初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1

    while(1)
    {
        if(1 == rx_done) //检测数据是否接收完成
        {
            idle_detect = 0; //清零标志位

            //此处添加相应的数据处理代码吧

        }
    }
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
    uint8_t temp;

    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到一个字节，进入一次接收中断
    {
        rx_buff[rx_cnt++] = USART_ReceiveData(USART1); //将接收的数据存入rx_buff中
        if(rx_cnt >= 100) rx_cnt = 0;                //每包数据不能超过接收buff的总长度

        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);//清除接收中断标志
    }

    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)//接收完数据后进入空闲中断
    {
        //USART_ClearITPendingBit(DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE);//这条语句是无效的

        temp = USART1->SR; //先读SR,再读DR才能完成idle中断的清零，否则会一直进入中断。
        temp = USART1->DR;

        rx_done = 1; //检测到空闲状态，置位接收完成位
    }
}

先来看第30-40行的中断函数内容，首先是把接收到的字节存到rx_buff中，并且数据长度rx_cnt++,接着调用库函数清除接收中断标志位，属于常规的数据接收操作。

不同的是第41-51行：

判断是不是产生了串口空闲中断（USART_IT_IDLE），然后就是置位接收完成标志位rx_done = 1，并且清除空闲中断标志位。

注意事项：

调用库函数USART_ClearITPendingBit(DEBUG_USARTx, USART_IT_IDLE);，是不会清除空闲中断标志位的。应该采用42-43两条语句实现，否则会一直进入中断函数。