浅谈USART_RX_STA各位的描述以及是如何实现数据接收的

本文深入解析MDK环境下串口中断接收机制,重点介绍USART_RX_STA寄存器的作用,包括数据计数与接收状态标记,以及USART_RX_BUF数组如何存储接收数据。通过实例代码,阐述了如何识别特定结束符并触发接收完成信号。

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①首先我们来看一下MDK对各位的描述在这里插入图片描述
可以发现0~13位接受的是数据个数(填满相当于十进制的8191),
②那么既然0~13位数据量这么大,代码是如何实现对14、15位的修改呢?废话不多说,先上实现代码(原子哥编写):

        void USART1_IRQHandler(void) 
        {
        u8 Res;
        #ifdef OS_TICKS_PER_SEC //串口 1 中断服务程序//如果时钟节拍数定义了,说明要使用 ucosII 了.OSIntEnter();
        #endif
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
        //接收中断(接收到的数据必须是 0x0d 0x0a 结尾)
        {
        Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR); //读取接收到的数据
        if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
        {
        if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了 0x0d 
        {
        if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
        else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 
        
        }
        else //还没收到 0X0D
        {
        if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
        else
        { 
        
        USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
        USART_RX_STA++;
        if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;
        //接收数据错误,重新开始接收
        }
        }
        }
        }
        #ifdef OS_TICKS_PER_SEC //如果时钟节拍数定义了,说明要使用 ucosII 了.
        OSIntExit(
    
    );
    #e

ndif
}

③原子哥对这个协议的解释: 当接收到从电脑发过来的数据,把接收到的数据保存在USART_RX_BUF
中,同时在接收状态寄存器(USART_RX_STA)中计数接收到的有效数据个数,当收到回车(回车的表示由 2个字节组成: 0X0D 和
0X0A)的第一个字节0X0D 时,计数器将不再增加,等待 0X0A 的到来,而如果 0X0A
没有来到,则认为这次接收失败,重新开始下一次接收。如果顺利接收到 0X0A,则标记USART_RX_STA 的第 15
位,这样完成一次接收,并等待该位被其他程序清除,从而开始下一次的接收,而如果迟迟没有收到0X0D,那么在接收数据超过
USART_REC_LEN 的时候,则会丢弃前面的数据,重新接收。

那么大家可以也参考这位大佬的解析

https://blog.youkuaiyun.com/CALL_LKC/article/details/74375126

那么接下来就是关键了:
(1)USART_RX_STA这个在0~14位是用来存数据个数的,可以看到每次结束判断会有
USART_RX_STA++;而15、16位则是通过与运算来将高位置1
(2)Res这个是接收到的数据,可以看到有此函数
Res=USART_ReceiveData(USART1) (USART1->DR获得)
(3)USART_RX_BUF这个是用来保存接收到的数据的可以看到每次结束判断会有
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;

故此通过上面分析,不难理解

①if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
意为一旦接收到0x0d数据(这个是系统自动生成的),那么USART_RX_STA第14位会被置为1(也就是我们所谓的标记)
②if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了 0x0d
{
if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
else
USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
}

这个就意味着第一个if条件满足了(前面分析了,第14位置为1标记好了),接下来就是所谓的“等待0x0a的到来(这个也是系统自动生成的而且是紧接着0x0d,没有紧接着收到的话那么就意味着接受错误)”那么一旦接受完了0x0d和0x0a那么就将第15位置1(也是我们所谓的标记)那么到这里数据就已经接受完毕。那么什么时候重新接受呢?可以看到函数最后有这样一行
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;这时USART_RX_STA所有位清0,重新接收!

<think>我们正在分析一个UART接收状态变量`g_usart_rx_sta`,用户询问表达式`g_usart_rx_sta & 0x4000`的含义。 根据引用[1]的描述,`USART_RX_STA`的bit0~bit13代表接收到的有效数据个数(共14位,最大可表示16383个字节)。而`0x4000`的二进制表示为: 0100 0000 0000 0000 即第14位(bit14)为1,其余位为0。 因此,`g_usart_rx_sta & 0x4000`的作用是检查状态变量`g_usart_rx_sta`的bit14(即第14位)是否为1。 在UART接收状态机中,状态变量通常使用多个位来表示不同的状态标志。结合常见的UART编程实践,我们可以推断: - **bit14(0x4000)** 通常用于表示“接收到帧头”或“开始接收”的标志。例如,在自定义的通信协议中,当接收到特定的起始字符(如0x0D, 0x0A等)时,该位会被置1,表示一帧数据开始接收。 - **bit15(0x8000)** 可能用于表示“接收完成”标志。当接收到结束字符(如换行符)时,该位被置1。 因此,表达式`g_usart_rx_sta & 0x4000`的作用就是判断是否已经开始接收一帧数据(即是否已经接收到帧头)。 ### 具体代码逻辑分析 假设状态变量`g_usart_rx_sta`的位定义如下: - bit0~bit13: 接收数据计数(低14位) - bit14: 接收到帧头标志(设为1表示已接收到帧头) - bit15: 接收完成标志(设为1表示一帧数据接收完毕) 那么: 1. 当`(g_usart_rx_sta & 0x4000) != 0`时,表示已经接收到帧头,正在接收数据帧的后续部分。 2. 当`(g_usart_rx_sta & 0x8000) != 0`时,表示一帧数据接收完成。 ### 应用场景示例 在UART中断服务程序中,可能会看到如下代码: ```c void USART_IRQHandler(void) { uint8_t Res; if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) { Res = USART_ReceiveData(USART1); // 读取接收到的数据 // 检查是否已经开始接收一帧(即bit14是否为1) if((g_usart_rx_sta & 0x4000) == 0) { // 若未开始,则检查当前字符是否为帧头(例如0x0D) if(Res == 0x0D) { g_usart_rx_sta |= 0x4000; // 置位bit14,表示开始接收 } } else { // 若已经开始接收,则检查是否为帧尾(例如0x0A) if(Res == 0x0A) { g_usart_rx_sta |= 0x8000; // 置位bit15,表示接收完成 } else { // 存储数据,并增加计数器(注意计数器只使用低14位) g_usart_rx_buf[g_usart_rx_sta & 0x3FFF] = Res; g_usart_rx_sta++; // 检查是否超出缓冲区最大长度 if((g_usart_rx_sta & 0x3FFF) >= USART_RX_BUF_LEN) { // 缓冲区溢出处理 g_usart_rx_sta |= 0x8000; // 强制标记接收完成(带错误) } } } } } ``` ### 总结 - **`g_usart_rx_sta & 0x4000`的含义**:检测状态变量`g_usart_rx_sta`的bit14(第14位)是否为1,用于判断UART是否已经开始接收一帧数据(即已接收到帧头标志)。 - **清除条件**:通常在接收完成(或出错)后,整个状态变量会被重置为0(即清除所有标志和计数器)。 ### 注意事项 不同项目可能对状态变量的位定义有差异,具体需结合代码上下文和文档。但基于引用[1]的描述,我们可以合理推断bit14的作用。 §§相关问题§§ 1. 在UART通信中,如何设计帧头帧尾检测机制? 2. 状态变量`g_usart_rx_sta`的bit15(0x8000)通常有什么作用? 3. 如何避免UART接收缓冲区溢出? 4. 状态变量中的位域分配有哪些常见设计模式?</think>### `g_usart_rx_sta & 0x4000` 的作用解析 该表达式用于检测UART接收状态寄存器的**bit14(第14位)** 是否被置位。结合引用[1]和UART通信的通用设计原理,其核心作用如下: #### 1. **位掩码操作原理** - `0x4000` 的二进制表示为:`0100 0000 0000 0000` - 按位与操作 `&` 会保留 `g_usart_rx_sta` 的第14位(bit14),屏蔽其他位 - **判断条件**: ```c if (g_usart_rx_sta & 0x4000) { // bit14=1 时执行 } ``` #### 2. **bit14 的典型含义** 根据UART状态寄存器的通用设计(引用[1]中`USART_RX_STA`的bit0~bit13用于数据计数): - **bit14 = 1**: 表示 **"接收到帧结束符"** 或 **"数据接收完成"** 标志 - **bit14 = 0**: 表示数据接收尚未完成 #### 3. **实际应用场景** 在UART通信协议中常见用法: ```c // 在中断服务程序中 void USART_IRQHandler() { uint8_t data = USART_ReceiveData(); // 读取接收数据 // 检测帧结束符(如回车符0x0D) if (data == 0x0D) { g_usart_rx_sta |= 0x4000; // 置位bit14 } // 检查是否完成一帧接收 if (g_usart_rx_sta & 0x4000) { process_frame(); // 处理完整数据帧 g_usart_rx_sta = 0; // 复位状态寄存器 } } ``` #### 4. **与引用[1]的关联** - `USART_RX_STA & 0x3FFF`:提取低14位数据长度值(bit0~bit13)[^1] - `g_usart_rx_sta & 0x4000`:独立检测帧结束标志(bit14) - 二者组合实现**带协议识别的数据接收**: ```c // 完整帧处理逻辑 if (g_usart_rx_sta & 0x4000) { int len = g_usart_rx_sta & 0x3FFF; // 获取数据长度 for (int i=0; i<len; i++) { process_data(g_usart_rx_buf[i]); } } ``` ### 设计原理图 ``` 状态寄存器 g_usart_rx_sta (16位) ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ │15 │14 │13 │12 │11 │1009 │08 │07 │06 │05 │04 │03 │02 │01 │00 │ └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘ ▲ ▲ │ └── 数据长度 (bit0~bit13, 0x3FFF) └── 帧结束标志 (bit14, 0x4000) ``` ### 关键总结 - **核心作用**:检测UART是否接收到完整的通信帧 - **工程意义**:实现协议层和数据层的分离 - **清除方式**:通常手动复位(`g_usart_rx_sta &= ~0x4000`) > **注意**:具体标志位定义需查阅芯片手册,某些设计中bit14可能用于校验错误或溢出标志[^1]。
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