STM32的USART发送数据时如何使用TXE和TC标志

本文详细介绍了USART通过TXE和TC两种中断方式发送数据的过程及注意事项。对于TXE中断,发送寄存器空时产生中断,适合连续数据流发送;TC中断则在数据完全发送完毕后触发,有助于精确控制数据发送流程。

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在USART的发送端有2个寄存器,一个是程序可以看到的USART_DR寄存器,另一个是程序看不到的移位寄存器,对应USART数据发送有两个标志,一个是TXE=发送数据寄存器空,另一个是TC=发送结束

当USART_DR中的数据传送到移位寄存器后,TXE被设置,此时移位寄存器开始向TX信号线按位传输数据,但因为TDR已经变空,程序可以把下一个要发送的字节(操作USART_DR)写入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位发送结束,所有位发送结束时(送出停止位后)硬件会设置TC标志

  另一方面,在刚刚初始化好USART还没有发送任何数据时,也会有TXE标志,因为这时发送数据寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意义很简单,TXEIE允许在TXE标志为'1'时产生中断,而TCIE允许在TC标志为'1'时产生中断。

  至于什么时候使用哪个标志,需要根据你的需要自己决定。但我认为TXE允许程序有更充裕的时间填写TDR寄存器,保证发送的数据流不间断。TC可以让程序知道发送结束的确切时间,有利于程序控制外部数据流的时序。

 

TXE--写寄存器DR清零

RXNE--读寄存器DR清零,也可软件手动清零

 TC--  读/写寄存器DR清零,也可软件手动清零

 

先说TC。即Transmission Complete。发送一个字节后才进入中断,这里称为“发送后中断”。和原来8051的TI方式一样,都是发送后才进中断,需要在发送函数中先发送一个字节触发中断。发送函数如下

/*******
功能:中断方式发送字符串.采用判断TC的方式.即 判断 发送后中断 位.
输入:字符串的首地址
输出:无
*******/
void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
    pDataByte = pData;
  
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.网友提供.
   
    USART_SendData(USART1, *(pDataByte++) ); //必须要++,不然会把第一个字符t发送两次
}


中断处理函数如下
/********
* Function Name  : USART1_IRQHandler
* Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*********/
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET  )
    {
        if( *pDataByte == '\0' )//TC需要 读SR+写DR 方可清0,当发送到最后,到'\0'的时候用个if判断关掉
            USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//不然TC一直是set, TCIE也是打开的,导致会不停进入中断. clear掉即可,不用关掉TCIE
        else
            USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    }

}

其中u8 *pDataByte;是一个外部指针变量

在中断处理程序中,发送完该字符串后,不用关闭TC的中断使能TCIE,只需要清掉标志位TC;这样就能避免TC == SET 导致反复进入中断了。

void USART_Config()
{
  ........................................

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);//Tramsimssion Complete后,才产生中断. 开TC中断必须放在这里,否则还是会丢失第一字节

  USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1
}

.....................................................................

再说判断TXE。即Tx DR Empty,发送寄存器空。当使能TXEIE后,只要Tx DR空了,就会产生中断。所以,发送完字符串后必须关掉,否则会导致重复进入中断。这也是和TC不同之处。

发送函数如下:
/*******
功能:中断方式发送字符串.采用判断TC的方式.即 判断 发送后中断 位.
输入:字符串的首地址
输出:无
*******/
void USART_SendDataString( u8 *pData )
{
    pDataByte = pData;
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//只要发送寄存器为空,就会一直有中断,因此,要是不发送数据时,把发送中断关闭,只在开始发送时,才打开。
   
}

中断处理函数如下:

/********
* Function Name  : USART1_IRQHandler
* Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
********/
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if( USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET  )
    {
        if( *pDataByte == '\0' )//待发送的字节发到末尾NULL了
            USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);//因为是 发送寄存器空 的中断,所以发完字符串后必须关掉,否则只要空了,就会进中断
        else
            USART_SendData(USART1, *pDataByte++ );
    }

}

在串口初始化函数中就不用打开TXE的中断了(是在发送函数中打开的)

 



 

### STM32 USART 发送首个数据的行为及问题解决 #### 配置与初始化过程 在STM32中,通过USART发送数据前需完成一系列配置工作。这包括但不限于设置波特率、字长、停止位以及校验方式等参数[^1]。 ```c // 初始化USART结构体并调用HAL库函数进行硬件资源分配寄存器配置 static void MX_USART1_UART_Init(void) { huart1.Instance = USART1; huart1.Init.BaudRate = 9600; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } ``` #### 数据传输机制分析 当准备发送第一个字符,通常会遇到缓冲区未准备好或DMA控制器尚未启动等问题。为了确保顺利发送首条消息,在实际编程实践中建议先确认TXE标志位状态再执行写入操作;另外如果采用DMA方式进行批量传送,则应保证DMA通道已正确开启并且源地址指向待发的数据缓存区域[^2]。 ```c void SendFirstData(void){ uint8_t data[]="Hello World!"; //等待直到上一次的发送结束(针对连续多次发送的情况),这里用于首次发送可以省略此步 while (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC)!=RESET); //检查UART是否处于空闲状态 if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TXE)){ //直接使用轮询模式发送字符串中的每一个字节 for(int i=0;i<strlen((char*)data);i++){ while(HAL_UART_Transmit(&huart1,&data[i],1,1000)!=HAL_OK); } } // 或者启用DMA来处理整个数组的一次性发送 HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,data,strlen((char *)data)); } ``` #### 常见错误及其解决方案 - **超异常**:可能是由于接收方未能及响应ACK信号所引起。此应该适当延长等待间或者调整双方通讯协议以适应更宽松的间窗口。 - **奇偶校验错**:检查两端设备间关于奇偶检验的选择是否一致,并且验证线路连接无误。 - **总线冲突**:多台主机共享同一物理介质可能发生竞争状况。可通过软件仲裁算法或是增加额外握手信号加以规避。
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