嵌入式学习笔记——STM32的USART收发字符串及串口中断

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：

主函数代码：

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。

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。

然后再在USART1.h中添加stdio.h。

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。

实际输出效果：

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。

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。

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。

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。