细说STM32单片机USART中断收发RTC实时时间并改善其鲁棒性的方法

目录

一、工程目的

1、 目标

2、通讯协议及应对错误指令的处理目标

二、工程设置

三、程序改进

四、下载与调试

1、合规的指令 

2、 proBuffer[0]不是#

3、proBuffer[4]不是;

4、指令长度小于5

5、指令长度大于5

6、proBuffer[2]或proBuffer[3]不是数字

7、';'位于proBuffer[2]或proBuffer[3]位置 

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        在本文作者的文章（参考文章）：细说STM32单片机USART中断实现收发控制的方法_stm32 uart 中断接收-CSDN博客  https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/143189217 中作者曾经建立了一个Cube IDE工程，利用STM32单片机的USART2串口中断程序，实现单片机接收由串口助手发送来的指令，根据指令更新RTC时间，再通过USART2串口向串口助手发送RTC时间。

        参考文章的缺点是，程序简单，没有考虑到干扰指令的影响。程序的鲁棒性很差，除了必须严格按照表格中的协议输入指令外，程序对于不知情、不甚了解协议得错误输入没有鉴别和应急处理的措施。

        本文中，作者对不同情况下输入的错误指令，在程序中提供了对应的应急处理方法和错误信息提示。提高了程序的鲁棒性和可用性。

一、工程目的

1、 目标

        除参考文章中提到的设计目的之外，重点解决程序设计的鲁棒性：对不同的指令输入的应急处理能力、消息提示。

2、通讯协议及应对错误指令的处理目标

        通讯协议（同参考文件）及不同情景下的对错误指令的应急处理方案，对照表如下：

上位机发送的指令字符串	指令功能	操作说明
#H13;	设置小时，将RTC时间的小时修改为13
#M32;	设置分钟，将RTC时间的分钟修改为32
#S05;	设置秒，将RTC时间的秒修改为5
#U01;	恢复上传时间数据
#U00;	停止上传时间数据
&H13;	proBuffer[0]不是#
#H13!	proBuffer[4]不是;
#HER;#H6R;#HE6;	proBuffer[2]或proBuffer[3]不是数字
#Y13;	proBuffer[1]不是H、M、S、U
#H9;	指令长度小于5	第一次输入，串口助手没有相应，因为， 串口接收中断没有接收到足够的5个 字节数据，没有产生中断。第二次输入， 助手显示#H9;#，执行相应的应急处理 程序，清空缓存，重启串口。
#H192;	指令长度大于5	第一次输入。串口助手显示#H192，因 为proBuffer[4]不是;执行相应的处理程序
#H19;2	指令长度大于5	第一次输入。串口助手显示#H19；程 序正常处理，下一中断，助手显示2**** ，因为proBuffer[0]不是#，执行相应 的应急处理程序，清空缓存，重启串口。
#H30;	小时的数值范围不属于[0,24]
#M70;	分钟的数值范围不属于[0,60]
#S70;	秒的数值范围不属于[0,60]

二、工程设置

        与参考文章相同。

三、程序改进

        受影响的程序只有usart.c，且只需修改其中的函数void updateRTCTime()。

/*根据串口接受来的指令字符串，更新修改RTC时间*/
void updateRTCTime()
{unsigned char hello1[]="Invalid command\n";unsigned char hello2[]="Invalid data\n";/* -0x30 操作用于将ASCII码表示的字符（假设是数字'0'~'9'）转换为其对应的整数 */uint8_t timeSection = proBuffer[1]; //类型字符uint8_t tmp10 = proBuffer[2]-0x30; 	//十位uint8_t tmp1 = proBuffer[3]-0x30; 	//个位uint8_t val= 10*tmp10+tmp1;//  Identify the start_bit is '#',the end_bit is ';'or not,
// Regardless of whether the input characters are less than 5 or more than 5, they will all be processed by this program in the end.
// No matter how you clear the buffer, the data received next time will not be complete.
// This situation will never improve until the serial port is restarted.if (rxBuffer[0] != '#' ||  rxBuffer[4] != ';'){HAL_UART_Transmit(&huart2,hello1,sizeof(hello1),200);memset(rxBuffer, '\0', sizeof(rxBuffer));memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));HAL_UART_Init(&huart2);	//重启串口rxCompleted = RESET;HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer, RX_CMD_LEN);return;}// Identify the data_bit is digits or notif (isalpha(proBuffer[2])  || isalpha(proBuffer[3])){HAL_UART_Transmit(&huart2,hello2,sizeof(hello2),200);memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));return;}//update RTCtimeRTC_TimeTypeDef sTime;RTC_DateTypeDef sDate;if (HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) == HAL_OK){//调用HAL_RTC_GetTime()之后必须调用HAL_RTC_GetDate()以解锁数据，才能连续更新Date and TimeHAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);switch (timeSection){case 'H': // 修改小时{if(val <= 24)sTime.Hours = val;else{HAL_UART_Transmit(&huart2,hello2,sizeof(hello2),200);memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));return;}}break;case 'M': // 修改分钟{if(val <= 60)sTime.Minutes = val;else{HAL_UART_Transmit(&huart2,hello2,sizeof(hello2),200);memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));return;}}break;case 'S': // 修改秒{if(val <= 60)sTime.Seconds = val;else{HAL_UART_Transmit(&huart2,hello2,sizeof(hello2),200);memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));return;}}break;case 'U':{if( tmp1 == 0){isUploadTime = 0;//pausereturn;}elseisUploadTime = 1; //resume}break;default: // 不是 'H', 'M' , 'S'，'U'则返回{HAL_UART_Transmit(&huart2,hello1,sizeof(hello1),200);memset(proBuffer, '\0', sizeof(proBuffer));}return;}HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN); //设置RTC时间影响到下一次唤醒}
}

四、下载与调试

         本文的重点在于调试。测试各种情况下新设计的程序的鲁棒性：对各种错误的输入的应急处理能力和信息提示。

1、合规的指令 

2、 proBuffer[0]不是#

         指令不符合格式，显示指令错误。

3、proBuffer[4]不是;

        指令不符合格式，显示指令错误。

4、指令长度小于5

         指令长度小于5时，第一次输入后，看不到相应，再次输入后，显示错误的指令字符（只显示前5个字节），执行应急处理程序，清除缓存，重置串口初始化。

        如果不重置串口初始化，无论怎么输入，程序接收到的数据总是陷入混乱的状态。

 

5、指令长度大于5

    指令长度小于5时，显示指令错误。当proBuffer[4]=；时，如果前面的数据符合格式，那么执行数据更新；再次 输入指令后，显示指令错误，并执行相应的应急处理程序，清空缓存，重置串口。

6、proBuffer[2]或proBuffer[3]不是数字

        显示数据错误。

7、';'位于proBuffer[2]或proBuffer[3]位置 

         显示指令错误。

         其它没有测试到的错误指令输入的情形，感兴趣的网友亲测吧。

        本方法，只限于大写字母，没有提供区分大小写字母的算法，感兴趣的网友可以自己去完善。