单片机串口接收字符串 串口 接收端 采样原理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-09-28 10:56 标签： 单片机串口通信原理
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单片机串口通信原理及原理图
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单片机串口通信原理图
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单片机串口通信原理图
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串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。
通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配： 　
　a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为1和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
　　b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。
　　c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
　　d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。
如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。
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由T1（P3.5）口控制定时器T1的启动和关闭。STM32串口接收不定长数据原理与源程序
作者：瑞生
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今天说一下STM32单片机的接收不定长度字节数据的方法。由于STM32单片机带IDLE中断，所以利用这个中断，可以接收不定长字节的数据，由于STM32属于ARM单片机，所以这篇文章的方法也适合其他的ARM单片机。
IDLE中断什么时候发生？
IDLE就是串口收到一帧数据后，发生的中断。什么是一帧数据呢？比如说给单片机一次发来1个字节，或者一次发来8个字节，这些一次发来的数据，就称为一帧数据，也可以叫做一包数据。
如何判断一帧数据结束，就是我们今天讨论的问题。因为很多项目中都要用到这个，因为只有接收到一帧数据以后，你才可以判断这次收了几个字节和每个字节的内容是否符合协议要求。
看了前面IDLE中断的定义，你就会明白了，一帧数据结束后，就会产生IDLE中断。这个中断真是太TMD有用了。省去了好多判断的麻烦。
如何配置好IDLE中断？
下面我们就配置好串口IDLE中断吧。
这是串口CR1寄存器，其中，对bit4写1开启IDLE中断,对bit5写1开启接收数据中断。（注意：不同系列的STM32，对应的寄存器位可能不同）
（RXNE中断和IDLE中断的区别？
当接收到1个字节，就会产生RXNE中断，当接收到一帧数据，就会产生IDLE中断。比如给单片机一次性发送了8个字节，就会产生8次RXNE中断，1次IDLE中断。）
这是状态寄存器，当串口接收到数据时，bit5就会自动变成1，当接收完一帧数据后，bit4就会变成1.
需要注意的是，在中断函数里面，需要把对应的位清0，否则会影响下一次数据的接收。比如RXNE接收数据中断，只要把接收到的一个字节读出来，就会清除这个中断。IDLE中断，如何是F0系列的单片机，需要用ICR寄存器来清除，如果是F1系列的单片机，清除方法是“先读SR寄存器，再读DR寄存器”。（我怎么知道？手册上写的）
下面以STM32F103为例给出源程序。
我们先来看程序中的主要部分。
串口初始化函数片段
如果你原来的串口初始化函数具有打开串口接收中断的话，实际上就是在初始化函数中多了一条打开空闲中断的语句。
串口中断函数
串口中断函数里面，最重要的两条语句，就是上图中圈出来的两条语句。第一条语句用来判断是否接收到1个字节，第二条语句用来判断是否接收到1帧数据。（是不是感觉超级方便？妈妈再也不用担心我如何判断是否接收完1帧数据了。）
我写的这个主函数，是用来验证接收的正确性的。RxCounter表示的是这一帧数据有几个字节，接收完一帧数据，会在中断函数里面把ReceiveState置1，然后，通过串口把接收到的数据发送回串口。这样，既验证了接收了多少字节的正确性，又验证了接收到的数据是否正确。
上图是结果验证。
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