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  • 实时性在嵌入式开发中的非常重要,优化MCU串口传输...第一次先介绍串口发送数据的优化。 发送方式一: 方式一采用“死等”的方式发送数据,即在while循环中等待字发送完成标志位置位。 void usartsend(void) { ...

    实时性在嵌入式开发中的非常重要,优化MCU串口传输处理方式可以提高嵌入式系统的实时性。在互联网上学习并亲自实验(基于STM32单片机)后,我将分两次介绍优化MCU串口收发数据的方法,参考资料将在第二篇博客中列出。第一次先介绍串口发送数据的优化。

    发送方式一:

    方式一采用“死等”的方式发送数据,即在while循环中等待字发送完成标志位置位。

    void usartsend(void)
    {
        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET); //等待上一字节发送完成 
        USART1->DR=txbuf[cnt]; //要发送的字节存入串口数据寄存器 
    }
    
    void sendcmd(void)
    {
        for(cnt=0;cnt<100;cnt++)//发送100个字节
        {
            usartsend();//调用字节发送函数
        }
    }
    
    

    这种方式在while循环中消耗了大量时间,而且sendcmd函数中一遍遍地调用usartsend函数也比较费时。实验中我采用的波特率为115200,理论上发送完100字节数据耗时约8.68ms,而在硬件仿真时的耗时约9.45ms。在这9.54ms内,MCU除了发送字节和while等待外没有处理其他任务,严重影响系统实时性。

    发送方式二:

    方式二采用中断的方式发送数据。要发送数据时,使能串口的发送缓冲区空中断,在ISR中判断是否有数据要发送,如果有,则将要发送的字节存入串口数据寄存器。当所有数据发送完毕后禁止串口的发送缓冲区空中断。

    void usartsend(void)
    {
        USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,ENABLE);//使能串口的发送缓冲区空中断
    }
    
    void USART1_IRQHandler(void) //串口1的ISR              
    {
        if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_TXE)==SET)
        {
            USART1->DR=txbuf[cnt];
            cnt++;
            if(cnt>=100)
            {
                USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);//数据发送完毕,禁止串口的发送缓冲区空中断
            }
        }
    } 

    这种方式主要是ISR占用时间。采用115200的波特率实验时,发送100字节数据用时约8.51ms。用时小于理论时间(8.68ms)的原因可能是最后一个字节没发送完程序就到了我设的断点。

    第二种方法的用时比第一种方法少。更值得注意的是第二种方法花费的8.51ms是分片的,程序不会死等8.51ms,在此期间MCU可以处理其他任务,系统的实时性高。而第一种方法程序死等9.54ms,MCU在此期间无法处理其他任务,实时性收到严重影响。

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  • 以51单片机为例,直接上干货——代码: #... } } 上面这种方式发送数据的好处就不多说了,懂的人自然懂,不懂的人说了也白说。 额外再多说一句,如果是用STM32,则不需要run这个变量,直接开启TXE这个中断就可以了。

    以51单片机为例,直接上干货——代码:

    #define BUFFER_SIZE 128
    
    typedef struct
    {
        unsigned char ri, wi, ct, run;
        unsigned char  buff[BUFFER_SIZE];
    } UARTFIFO;
    
    static volatile UARTFIFO Uart1TxFifo;
    
    void Uart1Init(void)        //115200bps@22.1184MHz
    {
        SCON = 0x50;        //8位数据,可变波特率
        AUXR |= 0x40;       //定时器1时钟为Fosc,即1T
        AUXR &= 0xFE;       //串口1选择定时器1为波特率发生器
        TMOD &= 0x0F;       //设定定时器1为16位自动重装方式
        TL1 = 0xD0;     //设定定时初值
        TH1 = 0xFF;     //设定定时初值
        ET1 = 0;        //禁止定时器1中断
        TR1 = 1;        //启动定时器1
        Uart1TxFifo.ri = 0;
        Uart1TxFifo.wi = 0;
        Uart1TxFifo.ct = 0;
        Uart1TxFifo.run = 0;
        ES = 1;	//开启串口中断,别忘开启总中断
    }
    
    void Uart1PutC(unsigned char d)
    {
        unsigned int i;
    
        while (Uart1TxFifo.ct >= BUFFER_SIZE) ;
    
        i = Uart1TxFifo.wi;
        Uart1TxFifo.buff[i++] = d;
        Uart1TxFifo.wi = i % BUFFER_SIZE;
        ES= 0;//因为下面这些值只在串口中断中才有机会被改变,所以只关闭串口中断,如果在实际应用中,在多处中断里值被改变,建议直接关总中断
        Uart1TxFifo.ct++;
    
        if (!Uart1TxFifo.run)
        {
            Uart1TxFifo.run = 1;
            TI = 1;
        }
    
        ES = 1;
    }
    
    void Uart1PutS(const char *st)
    {
        while (*st)
        {
            Uart1PutC(*st++);
        }
    }
    
    void Uart1IRQ(void) interrupt 4
    {
        if (TI)
        {
            unsigned int i;
            TI = 0;
            i = Uart1TxFifo.ct;
    
            if (i)
            {
                Uart1TxFifo.ct = --i;
                i = Uart1TxFifo.ri;
                SBUF = Uart1TxFifo.buff[i++];
                Uart1TxFifo.ri = i % BUFFER_SIZE;
            }
            else
            {
                Uart1TxFifo.run = 0;
            }
        }
    
        if (RI)
        {
            RI = 0;
        }
    }
    

    上面这种方式发送数据的好处就不多说了,懂的人自然懂,不懂的人说了也白说。

    额外再多说一句,如果是用STM32,则不需要run这个变量,直接开启TXE这个中断就可以了。

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  • 关于串口发送的C语言程序,上层直接将数据装入缓冲区,若手工发送标记(auto_uart0_tx_flg )为1,则置位串口中断标志TI0,启动发送,直至缓冲区为空(读写指针相等,此时将auto_uart0_tx_flg置0),否则,说明此时...
  • 这个代码可实现板子从PC端接收数据,之后在将接收到的数据发送回PC端。 出现的问题如下:  1.一开始运行代码,会自动产生发送中断(板子自动向PC端发送空格),尽管已经设置了发送中断的屏蔽码。这种情况仅在...
    void beep_init(void)
    {
    	GPIOC.ALTFN0 &= ~(3<<28);
    	GPIOC.ALTFN0 |= (1<<28);
    
    	GPIOC.OUTENB |= (1<<14);
    	GPIOC.OUT &= ~(1<<14);
    }
    
    void beep_open(void)
    {
    	GPIOC.OUT |= (1<<14);
    }
    
    void beep_change(void)
    {
    	GPIOC.OUT ^= (1<<14); // 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 1 = 0
    }
    
    void beep_close(void)
    {
    	GPIOC.OUT &= ~(1<<14);
    }
    
    void DelayMs(unsigned int Time)
    {
    	unsigned int i,j;
    	for(i=0;i<Time;i++)
    		for(j=0;j<2000;j++);
    }
    void uart_init1()
    {
    	/*UART 引脚功能设置*/
    	GPIOD.ALTFN0 &= ~(3 << 28);
    	GPIOD.ALTFN0 |= (1 << 28);
    	GPIOD.ALTFN1 &= ~(3 <<4);
    	GPIOD.ALTFN1 |= (1 << 4);
    	
    	/*UART 通信帧格式*/
    	//1停止位,无校验,8位长
    	UART0.ULCON &= (0 <<0);
    	UART0.ULCON |= (3 <<0);
    	
    	/*UART 波特率设置*/
    	UART0.UBRDIV = 26;
    	UART0.UFRACVAL = 2;
    	
    	/*UART 通信模式设置*/
    	UART0.UCON &= ~(0XF << 0); //轮训或中断模式
    	UART0.UCON |=(5 <<0);
    	//
    	//UART0.UCON |= (1 << 0);
    	UART0.UCON |= (7 << 7);		//禁用接收延时中断
    	UART0.UFCON |= (1 << 0);	//FIFO 开启
    	UART0.UFCON |= (3 << 1);	
    	UART0.UFCON &= 0;			//FIFO禁用
    	
    	//屏蔽发送中断
    	UART0.UINTM |= ~0;
    	//UART0.UINTM &= ~(1 << 0);
    	
    	//中断控制器设置(GIC设置)
    	GICD_ISENABLER.ISENABLER1 &= (0<< 0);
    	GICD_ISENABLER.ISENABLER1 |= (1 <<7);
    	GICD_ITARGETSR.ITARGETSR9 &= (0 << 0);
    	GICD_ITARGETSR.ITARGETSR9 |= (1 << 24);
    	GICD_CTRL |= (1 << 0);
    	GICC_CTRL |= (1 << 0);
    	
    	UART0.UINTP |= ~( 0);
    }
    char c;
    int main()
    {
    	//串口欧总管初始化
    	uart_init1();
    	//蜂鸣器初始化
    	beep_init();
    	printf("---UINTM:%d---\n",UART0.UINTM);
    	UART0.UINTM &= ~(1 << 0);
    	c=0;
    	while(1)
    	{
    		if(c!=0)
    		{
    			while((UART0.UTRSTAT & 4) ==0);
    			
    			UART0.UTXH= c;
    			//UART0.UCON |= (1 << 2);
    			//while((UART0.UTRSTAT & 4) ==0);
    			//UART0.UTXH = '\n';
    			c=0;
    		}
    	}
    }
    
    void do_irq()
    {
    	unsigned int irq_number=0;
    	
    	irq_number = 0x3ff & GICC_IAR;
    	printf("-----UINTS:%d--UINTP:%d----------\n",(unsigned int)UART0.UINTS,UART0.UINTP);//打印出来中断位
    	
    	switch(irq_number)
    	{
    		case 39:
    			beep_open();
    			printf("in irq");
    			if(UART0.UINTP & 1)
    			{
    				//printf("in irq");
    				c = UART0.URXH;
    				printf("-----------%d------------\n",c);
    			}
    			break;
    	}
    	beep_close();
    	GICC_EOIR |= (irq_number);
    	UART0.UINTP |=1;
    }
    

    这个代码可实现板子从PC端接收数据,之后在将接收到的数据发送回PC端。

    出现的问题如下:

            1.一开始运行代码,会自动产生发送中断(板子自动向PC端发送空格),尽管已经设置了发送中断的屏蔽码。这种情况仅在代码刚开始运行时,出现一次,之后正常。

             2.芯片手册上的UART  FIFO的寄存器没有初始化为0,如果不手动禁用,在刚开始运行代码,会发送一串随机数值(仅在刚开始启动阶段)

    上面俩个问题还没有解决

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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  • STM8S105 串口中断发送

    2014-08-02 10:03:09
    STM8S105串口中断发送 ,串口中断发送数据。STM8单片机以中断方式发送数据。在发送过程中,不阻塞CPU的运行。
  • 该程序编写了STM32F103三个串口初始化程序,可快速调用,同时支持接收和发送单个字符和多个字符,并存储数据,方便接收数据后的通信协议校验,支持自定义接收数据最大长度,重写printf函数。
  • MC9S12HY64串口中断发送 接收例程 采用中断方式发送串口数据
  • 实现芯片串口收发数据,按键中断串口发送数据:按下按键,向串口发送数据,并通过虚拟终端显示出来; 串口接收数据中断来控制LED亮/灭:通过串口助手向MCU发送数据,“A”把LED灯点亮,“B”把LED灯熄灭。 led_key.c...

    实验目的:
    实现芯片串口收发数据,按键中断串口发送数据:按下按键,向串口发送数据,并通过虚拟终端显示出来;
    串口接收数据中断来控制LED亮/灭:通过串口助手向MCU发送数据,“A”把LED灯点亮,“B”把LED灯熄灭。

    led_key.c

    #include "stm32f4xx.h" 
    #include "bitband.h"
    void led_init()//PD0、PD1、PD2、PD3
    {
    	GPIO_InitTypeDef d;
    	/*使能GPIOD的时钟*/
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE);
    	
    	/*配置PD0-PD6,为输出模,输出推挽类型,低速模式*/
    	d.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_6;
    	d.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    	d.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    	d.GPIO_Speed = GPIO_Low_Speed;
    	GPIO_Init(GPIOD, &d);
    }
    
    void key_init()
    {       /*按键初始化*/
    	GPIO_InitTypeDef b;
    	/*使能GPIOB的时钟*/
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
    	
    	
    	/*配置PB2,PB6为输入模式,上拉,按下去就会变成低电平*/
    	b.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_6;
    	b.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    	b.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    	GPIO_Init(GPIOB, &b);
    
    }
    
    void led_control(int led_num,int status)
    {
    	switch(led_num)
    	{
    		case 0:
    	  	PDout(0) = status;
    			break;
    		case 1:
    			PDout(1) = status;
    			break;
    		case 2:
    			PDout(2) = status;
    			break;
    		case 3:
    			PDout(3) = status;
    			break;	
    			case 4:
    			PDout(4) = status;
    			break;	
    			case 5:
    			PDout(5) = status;
    			break;	
    			case 6:
    			PDout(6) = status;
    			break;	
    }
    	}
    
    	/*all_led_control,根据state的每一位来控制所有的LED灯*/
    	void all_led_control(unsigned char state)
    	{
    		PDout(0)=!!(state&(1<<0));    //!!把真变成1,把假变成0;
    	  PDout(1)=!!(state&(1<<1)); 
    		PDout(2)=!!(state&(1<<2)); 
    		PDout(3)=!!(state&(1<<3)); 
    		PDout(4)=!!(state&(1<<4)); 
    		PDout(5)=!!(state&(1<<5)); 
    		PDout(6)=!!(state&(1<<6)); 	
    	}
    	
    int key_status(int key_num)
    {
    	switch(key_num)
    	{
    		case 0:
    			return PBin(2);
    		case 1:
    			return PBin(6);
    	}
    	return -1;
    }
    
    void motor_init(void)//PA4
    {
    	GPIO_InitTypeDef a;
    	/*使能GPIOA的时钟*/
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
    	
    	/*配置PA4为输出模,输出推挽类型,低速模式*/
    	a.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 ;
    	a.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    	a.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    	a.GPIO_Speed = GPIO_Low_Speed;
    	GPIO_Init(GPIOA, &a);
    
    	PAout(4) = 0;
    }
    
    void motor_control(int status)
    {
    	PAout(4) = status;
    }
    
    void beep_init(void)//PB12
    {
    	GPIO_InitTypeDef b;
    	/*使能GPIOB的时钟*/
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
    	
    	/*配置PB12为输出模,输出推挽类型,低速模式*/
    	b.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 ;
    	b.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    	b.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    	b.GPIO_Speed = GPIO_Low_Speed;
    	GPIO_Init(GPIOB, &b);
    
    	PBout(12) = 0;
    }
    
    void beep_control(int status)
    {
    	PBout(12) = status;
    }
    
    
    
    
    

    uart.c

    #include "uart.h"
    #include "led_key.h"
    void usart1_init(uint32_t BaudRate)  //PA9,PA10
    {
    	   
         /*GPIO口配置*/
    		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    	
    	   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);  //使能时钟
    	   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
    	   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;       //复用模式
    	   GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
    	   GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_High_Speed;    //速率
    	   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//GPIO初始化;
    	
    	   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//指定复用功能
    	   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//指定复用功能
    	
    	  /*USART配置*/
    	   USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    	
    	  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能串口时钟
    	  USART_InitStruct.USART_BaudRate=BaudRate;//设置波特率
    	  USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//无流控
    	  USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//发送接收模式
    	  USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;     //无校验
    	  USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;    //1个停止位
    		 USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;    //8位数据长度
    		 USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
    		 
    		/*中断配置*/
    		NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    		
    		USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);   //来数据触发中断使能;
    		NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;   //中断通道配置
    		NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    		NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x02;
    		NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x02;
    		NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
        /*使能串口*/
    		USART_Cmd(USART1,ENABLE);
    
    }
    
    
    
    /*USART1的中断处理函数*/
    void USART1_IRQHandler(void)
    {
       unsigned char data;
    	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
    	{
    	   data=USART_ReceiveData(USART1);
    		
    		if(data=='A')
    		{
            led_control(0,1);	
            led_control(1,1);	
            led_control(2,1);	
            led_control(3,1);				
    		
    		}
    		else if(data=='B')
    		{
            led_control(0,0);	
            led_control(1,0);	
            led_control(2,0);	
            led_control(3,0);				
    		}
    		
    	  USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);  //清空标志位
    	
    	}
    
    }
    
    /* 串口数据的发送*/
    void USART_SendDatas(USART_TypeDef * USARTx,unsigned char *dataBuf,int len)
    {   
         int i;
    	    for(i=0;i<len;i++)
    	{       
    	     USART_SendData(USARTx,dataBuf[i]);
    		//等待发送完成
    		while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    	
    	}
    }
    

    main.c

    #include "main.h"
    #include "led_key.h"
    #include "delay.h"
    //#include "timer.h"
    #include "uart.h"
    
    unsigned char str1[] = { "Hello, how are you?\n" };
    unsigned char str2[] = { "Fine, thank you, and you?\n" };
    
    int main(){ 
    
        led_init();
    	  key_init();
    	  usart1_init(9600);
    	
    	while(1){
    		
    		if (key_status(0) == 0)
    		{
    			USART_SendDatas(USART1, str1, sizeof(str1));
    			delay_ms(200);
    		}
    		
    		if (key_status(1) == 0)
    		{
    			USART_SendDatas(USART1, str2, sizeof(str2));
    			delay_ms(200);
    		}
    	}
     
    }
    
    
    

    实验框图:
    在这里插入图片描述

    实验现象:
    视频演示链接:https://www.bilibili.com/video/BV1Pi4y1x7q1
    部分截图
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在串口调试助手中发送B,灯全部熄灭
    在这里插入图片描述

    记录一个实验中遇到的问题:
    唯一一个问题就是VSPD和串口调试助手的使用。成功仿真了一次后,想要再仿真第二次,但是提示说“串口不存在或串口被占用”,于是我到注册列表中将串口全部关闭,此时VSPD已经显示串口处于关闭状态,但是打开串口调试助手还是出现提醒“串口不存在或串口被占用”。于是我想在VSPD中把这两个串口删除重新创建,但是删不掉,提示说“串口已经打开,无法删除”,但VSPD中显示串口是关闭状态并且注册列表中也将串口删除,于是我到设备管理器中卸载虚拟串口,再次尝试,还是失败。上网查了一下,发现不少人和我有一样的问题,只要把VPSD卸载重新安装并且将电脑重新启动就好了。

    展开全文
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  • 3.打开串口中断(如果不开启串口中断,则程序只能发送一次数据,程序不能判断DMA传输是否完成,USART一直处于busy状态) 4.定义局部数组,HAL_UART_Transmit_DMA发送,发现后面几个字节数据错误,把局部数组改为全局...
  • /* **************************************************************** ** 功能描述: 串行通讯...据以中断发送方式返送回发送方。 *************************************************************** */ #include
  • Description:用中断方式实现串口数据发送 Author:Jcy Date:2012-5-2 */#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar receive_ser; //串口接收到的数据 uchar flag=0; uchar ...
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    2018-03-01 21:18:00
    今日进行串口数据通信时,使用DMA串口485发送完成中断进行485发送至接收的状态转换时发现,当DMA传输完成时,串口发送寄存器中的数据还未通过发送端口传输完成,在中断中需等待查询串口发送的状态,while((USART_...
  • 中断方式实现发送数据串口驱动

    千次阅读 2006-06-23 18:22:00
    其实,采用中断方式实现串口数据发送和采用中断方式实现串口数据接收的过程差不多,都需要开放8259的IRQ3或IRQ级中断,并需要设定modem控制寄存器使OUT2输出低电平,设置中断允许寄存器开放发送和接收中断。...
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    2019-09-26 14:42:05
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空空如也

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串口中断发送数据