STM32通过串口实现双机通信的方法是什么

今天总结一下关于串口双机通信的方法，我们在日常项目开发中经常会用到串口，需要将一包数据从一个单片机发到另一个单片机上，经常会有人在这块儿遇到困难，要么会出现不能发送，或者不能接收，或者数据出现乱码，丢包，或者无法摘录出自己所需的某一帧数据，下来谈一谈自己的拙见。

主机模块

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要用到串口，第一步肯定是串口的初始化了，这一点想必大家都知道。
串口初始化

void uart_init(u32 bound){
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
         
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);        //使能USART1，GPIOA时钟以及复用功能时钟
     //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
    //USART1_RX          PA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  


   //Usart1 NVIC 配置


    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                //子优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  
   //USART 初始化设置


        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
        USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式


    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口


}
这些是串口1的初始化函数，通用的套路，上边也有注释，
串口发送函数

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB          
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)            
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE
{
        int handle;


};


FILE __stdout;      
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式   
_sys_exit(int x)
{
        x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
        while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
    USART1->DR = (u8) ch;      
        return ch;
}
#endif
加上这段函数我们就可以用 printf 来通过串口一 发送我们需要发送的数据了，因为大家学习C语言的时候用的比较多的就是printf了，大家也可以调用USART_SendData（），都是一样的，这里不再赘述，因为用到了printf，这是C库里边的函数，所以一定要记得在主函数包含stdio.h这个头文件。
主机发送函数
printf("{A}%.2fnr",tempup1); 发送函数就是这么简单，我的tempup1 是一个 float 类型的变量，我将我所需要发送的数据存放在这里，有人可能疑惑为什么我格式控制字符里边有个 {A} 呢，这个我在会给大家解释，至少到现在我们会通过主机发送数据了。
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从机模块

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串口3初始化

void USART3_Init(u32 bound)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;


    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);


    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);


    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);


    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;      //串口3中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;          //子优先级1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                   //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                               //根据指定的参数初始化VIC寄存器
      
    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能指定的USART3接收中断


    USART_Cmd(USART3, ENABLE);
    USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_RXNE);




}
串口初始化部分跟串口一基本没有什么区别。
串口接收数据数据是要在串口中断里边接收，所以下来我们配置一下串口接收中断函数，这一部分也是最重要的。我会把这里讲的细点，
串口接收中断函数`

void USART3_IRQHandler(void)
{
    char *dataPtr = NULL;
    char *req = NULL;
    char numBuf[10];
    int num = 0;
    float shuzhi = 0.0;
    char Res;
    if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
    {
        Res = USART_ReceiveData(USART3);        //读取接收到的数据
        USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++] = Res ;
        if((Res == 0x31) && (start == 0))
        {
            start = 1;
        }
        if(Res == 0x0d)
        {
            req = USART2_RX_BUF;
            dataPtr = strchr(req, '}');
            if(dataPtr != NULL)                                                                        //如果找到了
            {
                dataPtr++;
                while(*dataPtr >= '!' && *dataPtr <= ']')                //判断是否是下发的命令控制数据
                {
                    numBuf[num++] = *dataPtr++;
                }


                shuzhi = atoi((const char *)numBuf);                                //转为数值形式
                if(strchr(req, 'A'))                                //搜索"redled"
                {
                    A = shuzhi;
                }   
            }
            memset(USART3_RX_BUF, 0, sizeof(USART3_RX_BUF));
            USART3_RX_STA = 0;


        }
    }
}
这里需要重点说一下，
**当主机发完一帧数据后，从机就会进到串口中断函数USART3_IRQHandler(void) 里，
进去之后首先会对IT寄存器进行查看，通过if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) 确认寄存器IT有没有接收到数据，如果接受到了数据，则寄存器里边肯定不为0，
则会执行if下边的辅助语句Res = USART_ReceiveData(USART2);将接收到的所有数据转存到Res中，置接收状态标记位USART2_RX_BUF[USART2_RX_STA++] = Res ; 用if(Res == 0x0d)判断我的数据是不是正常接收了，0x0d 对应的是换行符，因为我在主机发送函数printf("{A}%.2fnr",tempup1);就是已回车换行结束的，如果我检测到了换行标识符，就认为我的数据正常接收到了，就会执行下一步req = USART2_RX_BUF;将数据转存到req中去
然后在查找 dataPtr = strchr(req, '}'); 为什么会查找“}” 呢？ 这是因为我在发送函数 printf("{A}%.2fnr",tempup1) 又发送出{A}所以我找到“}”的位置后，就知道“}”后边的数据就才是我真正要读取的数据，如果我找到了“}”，if(dataPtr != NULL) 肯定成立，dataPtr++;就将指针指向了我需要的数据的第一位，用while(*dataPtr >= '!' && *dataPtr <= ']')来判断我的数据是不是有效数据，这里需要说明一下，如果我的有效数据是数字或者字母的话，他们对应的ASCLL码肯定在“！”和“]”之间，这里是通过ASCLL码来判断的，你也可以理解为我们目前发送的是一个字符串，而不是float型的数据，再讲我们的数据转存到numBuf[num++] = *dataPtr++; 这个数组里边，这个数组拿到的就是我们之前发送的printf("{A}%.2fnr",tempup1);中tempup1的数据对应的字符形式，然后通过C库里边的函数atoi转换为数值形式shuzhi = atoi((const char *)numBuf); 到这里就有tempup1 == shuzhi 了，如果我们每次只发送的只有一条数据的话，到这一步就可以了，但是想要连续发送多帧数据，并且可以准确解析出来，就还需要进一步的判断，if(strchr(req, 'A'))在我们之前的数据中查找我刚才发送的A，如果这一帧数据中有“A”的话，这才是我们我们需要的那一帧数据，如果我们需要发送多帧数据的话，我们可以再主函数里
printf("{B}%.2fnr",tempup2); delay_ms(1); printf("{C}%.2fnr",tempup3); delay_ms(1); printf("{D}%.2fnr",tempup4);
这样发送，然后再接收函数里通过else if(strchr(req, 'B')) else if(strchr(req, 'C')) else if(strchr(req, 'D')) 来准确识别我们的每一帧数据，不造成数据的混乱。这样就实现了双机通信的效果。
总结

• 在总结一下，双机通信的话，两个串口的波特率必须一样，我们常用的波特率115200或者9600，只有波特率相同了，才可能正常传输数据，不然会出现乱码的情况。
  
• 多块的单片机通信协作一定要记得共地，一定要记得共地，一定要记得共地，重要的话说3遍！
  
• 初始化函数一定要在主函数中调用。
  
• 数据不能溢出。
  
• 最终提取数据的变量要定义为全局变量。