STM32单片机串口的深思--主要是接收中断函数的编写

其实学单片机使用的时候，往往大家都觉得简单，很快就过了，但其实有一些东西是值得深思的，我以前在写程序的时候往往都是发送数据，那么调用重写的printf()函数就可以了，但这次的项目中用到了NRF双全工通讯，这就需要串口的收发，这回就发生了写问题，具体的流水账就不说了。简单说就是串口收可比发讲究多了。

void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
{
u8 i;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)//如果寄存器中有数据
{
USART_RX_BUF[RxCounter++] = USART_ReceiveData(USART1);
//在这个位置，没有加这条数据帧判断语句，出现了类似于移位的错误，我需要连续发送40次才能得到正确的序列，具体原因不明
//当时我考虑的是报上位机的发送，移到下位机，没想到一下子就可以了
if( (USART_RX_BUF[0]=='$') && (USART_RX_BUF[1]=='M') && (USART_RX_BUF[2] == '<' )&& (USART_RX_BUF[27] == '<' )&& (USART_RX_BUF[28] == '<' ) )
{
if(RxCounter==29)
{
RxCounter =0;
}
}
}
}

上述代码段是我地面站的串口中断程序，虽然不难，但是有讲究：
1.串口每次中段读出的是多少数据，那么打开固件库看，是一个uint16_t类型，所以说每次串口是读了一个字进来，那我们用uint16_t的一个变量接受自然没问题，那么用u8接收可以么，因为我马上就要将串口数据无线发出去，无线通讯中一般都是char型为基本单元，答案是可以，所以应该是发生了隐式类型转换，如果编译器不允许，那么考虑拆分字节传输。
2.我没加这条协议判断语句的时候USART_RX_BUF里面的内容一致不是我想要的，数据头和尾一直内容不对，后来我发现，我连续上位机传输40次的时候就出现了正确序列，这说明上位机确实将正确数据发出去了，我在上位机的debug中也验证这一点，那么地面站程序接受的时候不知道发生了什么。
怀疑：串口地面站接受程序有问题，上位机因为是linux的qt写的，考虑上位机输出有问题。
解决：上面是一种解决方法，另一种如下：
void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
{
u8 i;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)//如果寄存器中有数据
{
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE); //清除中断标志
USART_RX_BUF[RxCounter++] = USART_ReceiveData(USART1);
//在这个位置，没有加这条数据帧判断语句，出现了类似于移位的错误，我需要连续发送40次才能得到正确的序列，具体原因不明
//当时我考虑的是报上位机的发送，移到下位机，没想到一下子就可以了
if(RxCounter==29)
{
RxCounter =0;
}
}
}
上面代码段的这种方案很好理解，信道优良，短距离，没什么干扰，比较理想的情况。
第一种的话我还不能完全表述出来，就是在不清除标志位的情况下，这种就不分析了，比较复杂，还是用第二种方法比较好，中断一次，都一个字，依次读完。

最后贴出一篇文章，几种串口手法程序的优缺点，供以后查看和大家参考：
实例一：
void USART1_IRQHandler(u8 GetData)
{
u8 BackData;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //中断产生
{
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE); //清除中断标志.
GetData = UART1_GetByte(BackData); //也行GetData=USART1->DR;
USART1_SendByte(GetData); //发送数据
GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8 ); //LED闪烁，接收成功发送完成
delay(1000);
GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8 );
}
}

这是最基本的，将数据接收完成后又发送出去，接收和发送在中断函数里执行，main函数里无其他要处理的。
优点：简单，适合很少量数据传输。
缺点：无缓存区，并且对数据的正确性没有判断，数据量稍大可能导致数据丢失 。

实例二：
void USART2_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE) != RESET) //中断产生
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中断标志
Uart2_Buffer[Uart2_Rx_Num] = USART_ReceiveData(USART2);
Uart2_Rx_Num++;
}

if((Uart2_Buffer[0] == 0x5A)&&(Uart2_Buffer[Uart2_Rx_Num-1] == 0xA5)) //判断最后接收的数据是否为设定值，确定数据正确性
Uart2_Sta=1;
if(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_ORE) == SET) //溢出
{
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_ORE); //读SR
USART_ReceiveData(USART2); //读DR
}
}

if( Uart2_Sta )
{
for(Uart2_Tx_Num=0;Uart2_Tx_Num < Uart2_Rx_Num;Uart2_Tx_Num++)
USART2_SendByte(Uart2_Buffer[Uart2_Tx_Num]); //发送数据

Uart2_Rx_Num = 0; //初始化
Uart2_Tx_Num = 0;
Uart2_Sta = 0;
}

这是加了数据头和数据尾的接收方式，数据头和尾的个数可增加，此处只用于调试之用。中断函数用于接收数据以及判断数据的头尾，第二个函数在main函数里按照查询方式执行。
优点：较简单，采用缓存区接收，对提高数据的正确行有一定的改善 。
缺点：要是第一次数据接收错误，回不到初始化状态，必须复位操作 。

实例三：
vvoid USART2_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE) != RESET) //中断产生
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中断标志.
Uart2_Buffer[Uart2_Rx] = USART_ReceiveData(USART2);
Uart2_Rx++;
Uart2_Rx &= 0x3F; //判断是否计数到最大
}
if(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_ORE) == SET) //溢出
{
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_ORE); //读SR
USART_ReceiveData(USART2); //读DR
}
}

if( Uart2_Tx != Uart2_Rx )
{
USART2_SendByte(Uart2_Buffer[Uart2_Tx]); //发送数据
Uart2_Tx++;
Uart2_Tx &= 0x3F; //判断是否计数到最大
}

采用FIFO方式接收数据，由0x3F可知此处最大接收量为64个，可变，中断函数只负责收，另一函数在main函数里执行，FIFO方式发送。
优点：发送和接收都很自由，中断占用时间少，有利于MCU处理其它。
缺点：对数据的正确性没有判断，一概全部接收。

实例四：
void USART2_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE) != RESET) //中断产生
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE); //清除中断标志
Uart2_Buffer[Uart2_Rx] = USART_ReceiveData(USART2);
Uart2_Rx++;
Uart2_Rx &= 0xFF;
}
if(Uart2_Buffer[Uart2_Rx-1] == 0x5A) //头
Uart2_Tx = Uart2_Rx-1;
if((Uart2_Buffer[Uart2_Tx] == 0x5A)&&(Uart2_Buffer[Uart2_Rx-1] == 0xA5)) //检测到头的情况下检测到尾
{
Uart2_Len = Uart2_Rx-1- Uart2_Tx; //长度
Uart2_Sta=1; //标志位
}
if(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_ORE) == SET) //溢出
{
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_ORE); //读SR
USART_ReceiveData(USART2); //读DR
}
}

if( Uart2_Sta )
{
for(tx2=0;tx2 <= Uart2_Len;tx2++,Uart2_Tx++)
USART2_SendByte(Uart2_Buffer[Uart2_Tx]); //发送数据
Uart2_Rx = 0; //初始化
Uart2_Tx = 0;
Uart2_Sta = 0;
}

数据采用数据包的形式接收，接收后存放于缓存区，通过判断数据头和数据尾（可变）来判断数据的“包”及有效性，中断函数用于接收数据和判断头尾以及数据包长度，另一函数在main函数里执行，负责发送该段数据。
优点：适合打包传输，稳定性和可靠性很有保证，可随意发送，自动挑选有效数据。
缺点：缓存区数据长度要根据“包裹”长度设定， 要是多次接收后无头无尾，到有头有尾的那一段数据恰好跨越缓存区最前和最后位置时，可能导致本次数据丢失，不过这种情况几乎没有可能。