USART—串口常见使用方法及注意事项
串口常用的方式有查询、DMA、中断
更多代码参考EVT中USART相关例程
串口常用的状态位
TXE、TC 默认状态1 发送数据寄存器空、发送完成标志
当串口正在发送，TXE、TC为0；当发送完成或还未发送为1，只用一个即可。（单个字节发送）
主要区别是
1.标志位清除上区别是TXE标志只能通过写数据寄存器清除，TC还可以通过对标志位写0清除。
2.TXE是将数据传到移位寄存器后置位，TC是移位寄存器发送完成后置位，所以TXE会比TC快，实测快10%左右。
RXNE 默认状态0 接收数据寄存器非空
当没有收到数据时RXNE为0，当收到数据RXNE为1（单个字节接收）
IDLE 默认状态0 总线空闲
当串口在忙IDLE为0，当串口空闲IDLE为1（多个字节）
查询方式
一字节一字节收发，需要CPU等待和读写串口数据，占用CPU最多，结构最简单，适合少量数据收发。
DMA方式
等待和读写都交给DMA，CPU只需要判断DMA标志位，从CPU的角度看是多字节读写，占用CPU最少。
中断方式
一字节一字节收发，需要CPU读写串口，等待由中断机制替代。
三种方式，速度上并无太大区别，速度差距在0.1%以内。
应用举例：串口接收不定长数据
使用DMA接收，用串口IDLE判断一串数据接收完成。
Main.c代码如下
#include "debug.h"
#define RxBufferSize 1024
u8 RxBuffer[RxBufferSize] = {0};//接收缓冲区
void USART1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));//中断声明 RISC-V系列需要注意
int main(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};
USART_InitTypeDef USART_InitStructure={0};
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure={0};
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure = {0};
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
Delay_Init();
//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
//配置GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置串口
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
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_Tx|USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口
//配置DMA
DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART1->DATAR);
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)RxBuffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = RxBufferSize;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);//使能通道5
//配置中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能IDLE中断
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);//使能串口接收DMA请求
while(1)
{
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
u16 receive_len=0;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)//空闲
{
USART_ReceiveData(USART1);//清除标志位
receive_len=RxBufferSize-DMA1_Channel5->CNTR;//接收长度
//重新配置DMA参数
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
DMA1_Channel5->MADDR = (u32)RxBuffer;
DMA1_Channel5->CNTR=RxBufferSize;
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
if(receive_len>0)
{
RxBuffer[receive_len]='\0';//方便打印
}
printf("len:%d,data:%s\r\n",receive_len,RxBuffer);
}
}
需要注意的地方：
1.RISC-V系列，中断必须要这种声明，否则只会进入一次中断，并且声明和函数需要在同一个.c文件中
void USART1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
2.GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};结构体定义时，建议赋值为0，可以避免编译器优化等比较隐蔽的问题。
3.IDLE标志位的清除需要1.读取状态寄存器，2.再读取数据寄存器 来清除，不能直接通过清除标志位的库函数清除，如果在判断IDLE标志位之前，读取了这两个寄存器，则IDLE会被清零，无法进入IDLE的条件语句。各个外设中也有类似，无法直接清除的标志位，具体查看RM手册中各个标志位描述。
4.使用Delay_Us/Ms时，初始化时必须要有Delay_Init();其中除以8的原因是，默认配置计数器的时基是HCLK/8。
5.当信号质量不好时，一串数据传输中间会出现IDLE中断，降低波特率或者改善布线，提高信号质量可以有效解决。
6.这个例子是演示为主，正常使用中，不建议在中断里执行打印，并且RXNE中断如果执行代码太久（最大几十us，和波特率、位数有关系）就会丢数据。
7.中断的响应速度一般比DMA快。
更多代码参考EVT中USART相关例程
串口常用的状态位
TXE、TC 默认状态1 发送数据寄存器空、发送完成标志
当串口正在发送，TXE、TC为0；当发送完成或还未发送为1，只用一个即可。（单个字节发送）
主要区别是
1.标志位清除上区别是TXE标志只能通过写数据寄存器清除，TC还可以通过对标志位写0清除。
2.TXE是将数据传到移位寄存器后置位，TC是移位寄存器发送完成后置位，所以TXE会比TC快，实测快10%左右。
RXNE 默认状态0 接收数据寄存器非空
当没有收到数据时RXNE为0，当收到数据RXNE为1（单个字节接收）
IDLE 默认状态0 总线空闲
当串口在忙IDLE为0，当串口空闲IDLE为1（多个字节）
查询方式
一字节一字节收发，需要CPU等待和读写串口数据，占用CPU最多，结构最简单，适合少量数据收发。
DMA方式
等待和读写都交给DMA，CPU只需要判断DMA标志位，从CPU的角度看是多字节读写，占用CPU最少。
中断方式
一字节一字节收发，需要CPU读写串口，等待由中断机制替代。
三种方式，速度上并无太大区别，速度差距在0.1%以内。
应用举例：串口接收不定长数据
使用DMA接收，用串口IDLE判断一串数据接收完成。
Main.c代码如下
#include "debug.h"
#define RxBufferSize 1024
u8 RxBuffer[RxBufferSize] = {0};//接收缓冲区
void USART1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));//中断声明 RISC-V系列需要注意
int main(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};
USART_InitTypeDef USART_InitStructure={0};
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure={0};
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure = {0};
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
Delay_Init();
//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
//配置GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置串口
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
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_Tx|USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口
//配置DMA
DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART1->DATAR);
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)RxBuffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = RxBufferSize;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);//使能通道5
//配置中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能IDLE中断
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);//使能串口接收DMA请求
while(1)
{
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
u16 receive_len=0;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)//空闲
{
USART_ReceiveData(USART1);//清除标志位
receive_len=RxBufferSize-DMA1_Channel5->CNTR;//接收长度
//重新配置DMA参数
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
DMA1_Channel5->MADDR = (u32)RxBuffer;
DMA1_Channel5->CNTR=RxBufferSize;
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
if(receive_len>0)
{
RxBuffer[receive_len]='\0';//方便打印
}
printf("len:%d,data:%s\r\n",receive_len,RxBuffer);
}
}
需要注意的地方：
1.RISC-V系列，中断必须要这种声明，否则只会进入一次中断，并且声明和函数需要在同一个.c文件中
void USART1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
2.GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};结构体定义时，建议赋值为0，可以避免编译器优化等比较隐蔽的问题。
3.IDLE标志位的清除需要1.读取状态寄存器，2.再读取数据寄存器 来清除，不能直接通过清除标志位的库函数清除，如果在判断IDLE标志位之前，读取了这两个寄存器，则IDLE会被清零，无法进入IDLE的条件语句。各个外设中也有类似，无法直接清除的标志位，具体查看RM手册中各个标志位描述。
4.使用Delay_Us/Ms时，初始化时必须要有Delay_Init();其中除以8的原因是，默认配置计数器的时基是HCLK/8。
5.当信号质量不好时，一串数据传输中间会出现IDLE中断，降低波特率或者改善布线，提高信号质量可以有效解决。
6.这个例子是演示为主，正常使用中，不建议在中断里执行打印，并且RXNE中断如果执行代码太久（最大几十us，和波特率、位数有关系）就会丢数据。
7.中断的响应速度一般比DMA快。
