单片机串口中断以及消息收发处理——对接受信息进行判断实现控制

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本次自己捣鼓的问题:(自己摸索的一个实验)

实现效果:

初步基础:

实现步骤

实验结果:

主要代码


本次自己捣鼓的问题:(自己摸索的一个实验)

以51的单片机来说,用定时器2作为串口1来进行串口实验,检验以下的数据(任意数据)

"hello"--1

"yzh666"--2

"aqawaer"--3

实现效果:

单片机收到这些消息字段后进行判断并在数码管的第一位显示是几号消息,顺便看看串口的实时性如何。

初步基础:

        串口的波特率有很多种,单位是多少位每秒,以9600bps为例,我认为9600位每s,若是无校验8位数据位,一位起始位和一位停止位而构成一个数据帧(共10位),

起始位:1
数据位:8
停止位:1
校验位:0

那么每s能接受960个数据包,每八位为一个字节,那就是没s能接受960个字节(也就是一个char 或者是unsigned char型的数据),那么相当于每1.041ms接受一个字符.

串口中断:每次发送或者接受数据后TI或RI置为1则触发中断(硬件置位),故触发中断后需要软件复位(置为0),优先级低于定时器中断。串口中断一般用于接受数据。

实现步骤

        用一个数组缓存来接受数据,设一个是否有数据来的标记rf ,两次数据传输之前的时间间隔 rt ,设置一个1ms产生一次中断的定时器1,每次定时器1进入中断判断RI:RI为1则rt为0(说明还有数据正在被接受),RI为0(则rt开始计时,计时期间只要RI为1又重新从0开始计数,因为串口每次接受一个数据帧都会被软件置0),当rt>40时,说明(RI为0且40ms内未接受到任何数据判定本次数据接受完毕,发送接受的数据已经清除标记rf ,rt)这里是40ms只是我自己设的。

接受完数据后,用C的库函数strcmp(char *src, char *dst),添加库的头文件"string.h"

strcmp(Rbuf,"awaqaer\r\n")==0来判断是否是接受到对应的数据

实验结果:

我设置为1000ms的间隔自动发送"hello","yzh666","awaqaer"达到了较为满意的效果:

首先是串口:

板子上的效果:

判断这三条数据分别对应的序号:

主要代码

定时器1和串口的代码

void TIME1() interrupt 3{
	
	smg_play(DT[s],s++);
	if(s>7)s=0;
	smgtime++;
	time++;
	if(rf){
		if(!RI){
				if(rt++==40){
				//认为一次数据传输完毕
				 
				Rbuf[i]='\r';
				Rbuf[i+1]='\n';
				Rbuf[i+2]='\0';
					 
					if(strcmp(Rbuf,"yzh666\r\n")==0)DT[0]=1;
					else if(strcmp(Rbuf,"hello\r\n")==0)DT[0]=2;
					else if(strcmp(Rbuf,"awaqaer\r\n")==0)DT[0]=3;
					else DT[0]=0;
					SendString(Rbuf);
						i=0;
						rf=0;
						
				}
		}
		else {
			rt=0;
		}
		
	}
}

void Uart1() interrupt 4{
	
	if(RI){
		RI=0;
		if(!rf){
			rf=1;
			Rbuf[i++]=SBUF;
			}
		else {
			
			Rbuf[i++]=SBUF;
			
		}
	}
	
	
}

还存在的缺陷

        当发送数据的间隔在300ms以上数据的判断没什么问题,但小于300ms,我测的是200ms消息就存在两个消息被当做是同一个消息被接受了,我设置RI==0间隔为10(代码里写的是40)的判断是否是同一个消息的间隔也是这样。以我的理解,9600的bps,传输速率是1个数据帧/1.041ms,等待40个字节的时间也就差不多40ms,程序运行的时间可以不考虑,串口与定时器抢占cpu而导致的误差也不大,因为1ms对cpu而言算很长的时间了。

6月18日更

解决上面存在的缺陷:采用喂狗的方式,还是代码问题,思路都是一样的


void Uart_Handle(){
  	if(RI){
			RI=0;
			rf=1;
			Rbuf[i++]=SBUF;
			rt=5;
		}
}

void uart_work(){
	if(rf && rt == 0 && i > 0){

				Rbuf[i]='\r';
				Rbuf[i+1]='\n';
				Rbuf[i+2]='\0';
					 
					if(strcmp(Rbuf,"yzh666\r\n")==0)DT[0]=1;
					else if(strcmp(Rbuf,"hello\r\n")==0)DT[0]=2;
					else if(strcmp(Rbuf,"awaqaer\r\n")==0)DT[0]=3;
					else DT[0]=0;
					
					SendString(Rbuf);
          i=0;
					rf=0;
		
	}
}

void Uartbuff_Receive(){
	  if(rt && rf) rt--;
	
}

uart_work放while里,在中断里对变量进行自减。以比较好的效果解决上面多条200ms以下命令被识别成一条命令的问题。

### 32单片机串口中断数据接收处理 对于基于ARM Cortex-M系列的32单片机而言,利用USART(通用同步/异步收发传输器)接口可以高效地完成串行通信任务。当采用中断驱动的方式来进行数据交换时,能够显著减轻CPU负担,并提高系统的实时响应性能。 #### 中断机制概述 当中断事件发生时,比如接收到新字符或者检测到线路空闲状态,硬件会自动保存当前执行上下文并将控制权交给相应的服务例程(Interrupt Service Routine, ISR),ISR负责读取寄存器中的信息并对这些信息做出适当反应[^1]。 #### 实现方案描述 为了简化编程模型并充分利用资源,推荐的做法是在初始化阶段配置好UART模块的相关参数之后开启特定类型的中断源——例如RXNE (Receive Data register not Empty)用于指示有新的字节到达;以及可能存在的IDLE线状态变化来标记一帧完整的消息结束。一旦激活了上述任一种条件下的中断请求,则对应的回调函数会被调用来获取最新输入的数据项或是确认整个报文已被完全捕获。 下面给出一段伪代码形式的例子展示如何设置STM32控制器上的USART外设以支持这种工作模式: ```c #include "stm32f4xx_hal.h" // 假定已经定义好了全局变量buffer[]存储接收到的信息片段 uint8_t buffer[BUFFER_SIZE]; volatile uint16_t index = 0; void UART_Init(void){ // 初始化USART实例... } void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ /* 当前缓冲区已满 */ if(index >= BUFFER_SIZE - 1){ // 清除标志位并停止进一步操作直到应用程序层处理完毕现有内容 __HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(huart); return; } // 将刚接收到的一个字节加入缓存数组 buffer[index++] = huart->Instance->DR & 0xFF; // 如果遇到终止符则认为一次完整的消息被收集齐备 if(buffer[index-1]== '\n'){ process_message(); reset_buffer(); }else{ // 启动下一轮DMA传输继续监听更多到来的数据流 HAL_UART_Receive_IT(huart, &(buffer[index]), 1); } } ``` 此段C语言编写的程序展示了基本框架,具体细节可能会因所选用的具体型号及其配套库的不同而有所差异。值得注意的是这里假设存在一个`process_message()`函数专门用来解析已完成组装的消息体,还有另一个辅助性的`reset_buffer()`用作清理准备工作以便下次循环使用相同的内存空间。
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