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  • arduino串口中断

    2020-12-20 15:12:50
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  • 串口通讯(Serial Communication)是一种设备间非常常用的串行通讯方式,因为它简单便捷,因此大部分电子设备都支持该通讯方式,其通讯协议可分层为协议层和物理层。物理层规定通信协议中具有机械、电子功能的特性,...

    1.定义

    串口通讯(Serial Communication)是一种设备间非常常用的串行通讯方式,因为它简单便捷,因此大部分电子设备都支持该通讯方式,其通讯协议可分层为协议层和物理层。物理层规定通信协议中具有机械、电子功能的特性,从而确保原始数据在物理媒体的传播;协议层主要规定通讯逻辑,统一双方的数据打包、解包标准。通俗的讲物理层规定我们用嘴巴还是肢体交流,协议层规定我们用中文还是英文交流。下面分析一下串口通讯协议的物理层和协议层。

    2.通信基础

    1.通讯结构
    串口通讯的物理层的主要标准是RS-232标准,其规定了信号的用途、通讯接口及信号的电平标准,其通讯结构如下:
    在这里插入图片描述

    在设备内部信号是以TTL电平标准传输的,设备之间是通过RS-232电平标准传输的,而且TTL电平需要经过电平转换芯片才能转化为RS-232电平,RS-232电平转TTL电平也是如此。
    2.电平标准
    根据使用的电平标准不同,串口通讯可分为 RS-232标准 及TTL标准,具体标准如下:
    在这里插入图片描述

    在电子电路中常使用TTL的电平标准,但其抗干扰能力较弱,为了增加串口的通讯距离及抗干扰能力,使用RS-232电平标准在设备之间传输信息,经常使用MA3232芯片对TTL电平及RS-232电平进行相互转换。

    3.数据传输方式:
    A同步:
    传输以数据块为核心,在一个数据块内,字符间无间隔,接受发送同步,有sclk时钟,双方sclk连在一起,提供同步
    特点:效率高,无间隔
    B异步:
    以字符为传输单位,每发一个字符,都得发送一个起始位,(告诉对方我开始发了)结束发送停止位。(我发完了)
    特点:效率低,间隔任意

    4.串口数据包组成
    起始位、数据位(8位或者9位)、奇偶校验位(第9位)、起始停止位(1,15,2位)、波特率设置

    5.速率类型:
    比特:每秒传输的二进制位
    波特:每秒传输的码源个数(串口常用)

    注:这俩本质上其实是差不多的

    6.通信类型
    串行:一个一个传输 如:fsmc
    特点:占用资源多,速度慢,看干扰强
    并行:多个一起传输 如:spi usart
    特点:占用资源少,速度快。抗干扰能力弱,距离近

    7.通信方式
    单工:数据传输只支持数据在一个方向上传输;如:打印机

    半双工:允许数据在两个方向上传输。但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;它不需要独立的接收端和发送端,两者可以合并一起使用一个端口。如:对讲机,spi
    全双工:允许数据同时在两个方向上传输。因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,需要独立的接收端和发送端。如:spi,usart
    在这里插入图片描述

    8.概念补充
    1.数据包
    串口通讯的数据包由发送设备通过自身的TXD接口传输到接收设备得RXD接口,在协议层中规定了数据包的内容,具体包括起始位、主体数据(8位或9位)、校验位以及停止位,通讯的双方必须将数据包的格式约定一致才能正常收发数据。

    2.波特率
    由于异步通信中没有时钟信号,所以接收双方要约定好波特率,即每秒传输的码元个数,以便对信号进行解码,常见的波特率有4800、9600、115200等。STM32中波特率的设置通过串口初始化结构体来实现。
    3.起始和停止信号
    数据包的首尾分别是起始位和停止位,数据包的起始信号由一个逻辑0的数据位表示,停止位信号可由0.5、1、1.5、2个逻辑1的数据位表示,双方需约定一致。STM32中起始和停止信号的设置也是通过串口初始化结构体来实现。
    4.有效数据
    有效数据规定了主题数据的长度,一般为8或9位,其在STM32中也是通过串口初始化结构体来实现的。
    5.数据校验
    在有效数据之后,有一个可选的数据校验位。由于数据通信相对更容易受到外部干扰导致传输数据出现偏差,可以在传输过程加上校验位来解决这个问题。校验方法有奇校验(odd)、偶校验(even)、 0 校验(space)、 1 校验(mark)以及无(noparity)。这些也都可以在串口初始化结构体中实现的。
    在这里插入图片描述

    3.USART简介

    在这里插入图片描述

    USART(通用同步异步收发器)是一个串行通信设备,可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个UART,它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能,只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出,我们平时用的串口通信基本都是 UART。USART 在 STM32 应用最多莫过于“打印”程序信息,一般在硬件设计时都会预留一USART 通信接口连接电脑,用于在调试程序是可以把一些调试信息“打印”在电脑端的串口调试助手工具上,从而了解程序运行是否正确、如果出错哪具体哪里出错等等。

    4.串口结构体参数

    在这里插入图片描述

    5.串口相关函数

    void USART_Init //初始化函数
    (USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
    void USART_Cmd //串口使能函数
    (USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
    void USART_ITConfig //中断配置函数
    (USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
    void USART_SendData //串口发送函数
    (USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
    uint16_t USART_ReceiveData //串口接收读取函数
    (USART_TypeDef* USARTx);
    FlagStatus USART_GetFlagStatus //获取相应的串口标志位
    (USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
    ITStatus USART_GetITStatus //中断状态位获取
    (USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
    在这里插入图片描述

    6.串口配置

    1.配置时钟:gpio,串口,引脚复用
    2.配置gpioA9,10结构体
    3.配置串口结构体
    4.初始化,打开串口
    5串口发送函数配置
    在这里插入图片描述
    附上参数.c文件代码

    
    
    #include "stm32f10x.h"
    #include "usart.h"
    
    void usart_init(void)
    {
    
    	GPIO_InitTypeDef  gpioinitStructure;//结构体变量定义,结构体定义要在时钟之前
    
    	USART_InitTypeDef usartinitStucture;
    	
    	
    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//配置gpio,串口,串口复用时钟
    
    
    //先配置tx输出引脚io(pa9)
    gpioinitStructure.GPIO_Pin  =GPIO_Pin_9;//选择引脚
    gpioinitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//选择电平大小,初始状态无电平
    gpioinitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;//用推挽输出
    
    GPIO_Init(GPIOA,&gpioinitStructure );//端口初始化
    //再配置rx输出引脚io(pa10)
      gpioinitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_10;
    gpioinitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//选择电平大小,初始状态无电平
    
    	gpioinitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
    GPIO_Init(GPIOA,&gpioinitStructure );//再次端口初始化,因为过程相同且都是gpio所以不用再定义
    
    	//串口结构体的配置
    usartinitStucture.USART_BaudRate								=115200;//波特率
    
    usartinitStucture.USART_HardwareFlowControl			=USART_HardwareFlowControl_None;//无限流
    usartinitStucture.USART_Parity				          =USART_Mode_Rx  |  USART_Mode_Tx;//输入输出模式
    usartinitStucture.USART_WordLength							=USART_Parity_No;//无校验位
    usartinitStucture.USART_StopBits								=USART_StopBits_1;//一个停止位
    usartinitStucture.USART_Mode										=USART_WordLength_8b;//有效数据长度8bit
    
    USART_Init(USART1,&usartinitStucture);//串口1初始化
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);//打开串口1
    
    
    

    7.串口中断配置

    1.配置时钟:gpio,串口,引脚复用
    2.串口中断组选择
    3.配置gpioA9,10,串口结构体与初始化
    4.串口与中断控制器联系配置
    5.打开串口
    6.串口发送函数配置

    .c文件

    #include "stm32f10x.h"
    #include "usart.h"
    
    void usart_init(void)//串口发送接收和串口中断配置
    {
    
    	GPIO_InitTypeDef  gpioinitStructure;//结构体变量定义,结构体定义要在时钟之前
    
    	USART_InitTypeDef usartinitStucture;
    	NVIC_InitTypeDef  NVICinitStucture;
    
    	
    	//1.串口中断组的选择
    	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_2);
    	
    	//2.打开gpio,引脚复用和串口时钟
    	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//配置gpio,串口,串口复用时钟
    
    
    //3.先配置tx输出引脚io(pa9)
    gpioinitStructure.GPIO_Pin  =GPIO_Pin_9;//选择引脚
    gpioinitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//选择电平大小,初始状态无电平
    gpioinitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;//选择输出方式,用推挽输出
    
    GPIO_Init(GPIOA,&gpioinitStructure );//端口初始化
    //4.再配置rx输出引脚io(pa10)
      gpioinitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_10;
    	gpioinitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//选择电平大小,初始状态无电平
    
    	gpioinitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
    	GPIO_Init(GPIOA,&gpioinitStructure );//再次端口初始化,因为过程相同且都是gpio所以不用再定义
    
    	//5.串口结构体的配置
    usartinitStucture.USART_BaudRate								=115200;//波特率
    
    usartinitStucture.USART_HardwareFlowControl			=USART_HardwareFlowControl_None;//无限流
    usartinitStucture.USART_Parity				          =USART_Mode_Rx  |  USART_Mode_Tx;//输入输出模式
    usartinitStucture.USART_WordLength							=USART_Parity_No;//无校验位
    usartinitStucture.USART_StopBits								=USART_StopBits_1;//一个停止位
    usartinitStucture.USART_Mode										=USART_WordLength_8b;//有效数据长度8bit
    
    USART_Init(USART1,&usartinitStucture);//串口1初始化
    //6.串口和中断控制器联系配置
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE,ENABLE );
    
    //7.打开串口1
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);
    
    //8.串口中断控制器结构体配置与初始化
    	NVICinitStucture.NVIC_IRQChannel									=USART1_IRQn;//中断通道,选择串口中断
    	NVICinitStucture.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//配置中断优先级
    	NVICinitStucture.NVIC_IRQChannelCmd								=ENABLE;//使能打开
    	NVICinitStucture.NVIC_IRQChannelSubPriority				=1;//配置中断子优先级
    
    
    
    	NVIC_Init(&NVICinitStucture);//串口结构体初始化
    
    }
    void USARTSendByte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)//串口发送字符函数封装
    {
    		 USART_SendData(USARTx, Data);//串口1发送字符0
    		 while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);//如果数据寄存器空标志位为空,则已经成功发送数据跳出
    }
    void USARTSendstr(USART_TypeDef* USARTx,char*str)//串口发送字符串函数封装
    {
    		uint16_t i=0;
    		do
    		{
    		USARTSendByte(USARTx,*(str+i));//串口发送字符函数封装
    		i++;
    
    		}while(*(str+i)!='\0');
    		
    		
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC)==RESET);//如果数据寄存器空标志位为空,则已经成功发送数据跳出
    //检测字符串用tc,检测字符用txc
    }
    
    
    int fputc(int ch,FILE *f)//串口更改printf实现向电脑输出,这边只用单个字符的但函数进行多次调用
    {
    			 USART_SendData(USART1,(uint8_t) ch);//串口1发送字符
    			while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);//如果数据寄存器空标志位为空,则已经成功发送数据跳出
    			return   ch;
    }
    int fget(int ch,FILE *f)//串口更改scanf函数实现向电脑接收一个数据
    {
    			while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==RESET);//如果数据寄存器空标志位为空,判断数据是否接受成功
    
    //接受用rxne,输入用txe
    	return (int)USART_ReceiveData(USART1);
    
    	
    }
    

    main函数中断服务函数

    在这里插入图片描述
    注:这里不用清除中断标志位也行

    展开全文
  • linux 串口中断实现

    2021-05-12 04:31:07
    我在linux系统下写的串口程序,需要实时的读取串口来的数据,但串口来的数据又是不定时的,想用中断的方式响应,看了一些资料,总觉的还所有些不妥。首先,select函数,他需要一直在while中检测读文件描述符是否有...

    我在linux系统下写的串口程序,需要实时的读取串口来的数据,但串口来的数据又是不定时的,想用中断的方式响应,看了一些资料,总觉的还所有些不妥。

    首先,select函数,他需要一直在while中检测读文件描述符是否有变化,但串口来了数据会改变文件描述符吗?(即使我的串口一直处在open状态中)另外,即使能检测到文件描述符有了变化,那程序也都一直在while中,CPU将不能再做其他的事情。

    其次,signal函数,串口来了数据,系统会自动广播SIGIO信号吗?即使能捕捉的这个信号,程序进入中断服务子程序中执行,那下一个串口数据又如何响应,难道在中断子程序的结尾再调用 signal函数吗?那CPU又将陷入这个等待串口数据的程序中,而不能做其他的事情了,而且SIGIO信号怎么能保证就是串口来的呢?

    最后,tasklet,这个中断机制如何实现,他应该是在串口硬中断服务程序中定义中断的下班部分的入口,但这个硬中断服务程序又在什么地方?需要修改内核吗?

    上只是我个人的理解,如有不正确的,请过来人指教。我现在希望串口数据能像以前用单片机一样,真正实现中断响应,只有当串口来数据时,CPU或者内核才会去执行串口读相关动作,串口没有数据时,CPU或者内核是完全不会理会串口的,不知哪位高人可以指点一下,如何来实现?

    |

    兄弟,0 分贴没人关注的...

    |

    可以起一个线程,用select函数,其实这个函数很好用,你看看书,unix系统编程、unix网络编程上都有详细介绍。

    |

    首先,select函数,他需要一直在while中检测读文件描述符是否有变化,但串口来了数据会改变文件描述符吗?(即使我的串口一直处在open状态中)另外,即使能检测到文件描述符有了变化,那程序也都一直在while中,CPU将不能再做其他的事情。

    select 的函数不需要每个cpu的时间片都去查询文件描述符是否发生过变化,

    while(1)

    {

    sleep(200);

    select();//这样就不会造成cpu的一直占用了。

    }

    |

    http://www.faqs.org/docs/Linux-HOWTO/Serial-Programming-HOWTO.html

    |

    linux 下的标准串口,在核心的驱动程序中是通过中断方式处理的。

    你如果做的是应用层的程序,那么可以采用 select 方式监测“读文件描述符”。

    select 也并非你说的那样一直 while 等待方式,它是在中断中接收到对端发来

    的数据后唤醒并通知应用程序:串口接收到数据 ...

    如果你要像单片机方式,那么就需要实现一个自己的串口驱动运行在核心 ...

    展开全文
  • 单片机可以把设定值和返回值通过232串口传输到上位机,上位机通过修改P I D 的参数也可以实时的传输给下位机。界面图如下:1、pid.m文件部分重要程序如下function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles...

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    dad15977a680d218ecae87f570035e7a.png

    1、pid.m文件部分重要程序如下

    function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

    global s;

    s=serial('COM3');

    set(s,'BaudRate',9600,'DataBit',8,'StopBits',1,'Parity','none','F lowControl','none');

    s.InputBufferSize=1020;

    s.OutputBufferSize=1024;

    s.ReadAsyncMode='continuous';

    s.BytesAvailableFcnMode='byte';

    s.Timeout=0.2;

    s.TimerPeriod=0.5;

    s.TimerFcn=@instrcallback;

    s.Terminator='CR';

    warning off;

    fopen(s);

    function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)

    global s;

    fclose(s);

    展开全文
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  • 于是重点就放在了中断函数的编写上面来 串口中断产生的事件如上图, 1)接收到串口数据 2)FIFO模块出现传输问题 3)通信错误 4)发送空 5)在不用FIFO缓存时作为串口, 那么数据就放在第五个里面读取 代码如下 void uart_...
  • #define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn //串口中断的中断源 #define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler 若要调用相关的中断功能,在NVIC中配置相关的中断优先级和中断号。 以下是中断函数(有每一步操作的...
  • ZYNQ-UART串口中断测试

    2021-05-17 23:04:34
    本文主要介绍关于ZYNQ芯片的串口中断功能,并编写相关测试代码 开发环境 vivado 18.3&SDK,PYNQ-Z2开发板。 UART控制器 简介 UART控制器是一个全双工异步接收和发送,支持可编程波特率和I/O信号格式。 该控制器...
  • 关于如何配置通过中断的方式配置串口的收发 1.使能串口时钟、使能GPIO时钟 2.引脚复用映射 3.GPIO端口模式设置 4.串口参数初始化设置 5.开启中断初始化NVIC 6.使能串口 7.编写中断处理函数 8.编写收发数据...
  • 从单片机到嵌入式开发——(6) 定时器与串口中断 在上文中我们讲到了基本的中断定义和外部中断的使用方法。在本次的 标准的51单片机有5个中断源:两个外部中断、两个定时器/计数器中断。具体如下: 优先级 中断源...
  • 内部结构决定的。 T0工作于方式3时,拆为两个独立的8位...而串口波特率发生器使用的定时器为方式2,自动重装初值模式,只要装了初值,启动了定时,就一直工作, 其TR1和TF1就可以空出来给T0的方式3使用。 ...
  • (二)STM32 HAL库 串口中断

    千次阅读 2021-08-14 14:51:15
    下面就和各位老铁分享下串口中断的奥秘。 (一) 串口中断是干什么?就是接受数据的,接受一个数据中断就执行一次,直到数据 接受结束。下面我们以接受一个字符串“LXHD/r/n”为例解释一下。 (二) USART_RX_...

空空如也

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串口中断的作用