前几天接到了一个任务，用stm32f103的串口读取电子罗盘（北微姿态传感器）的数据，其实也就三个，PITCH，ROLL，HEADING三个方向上的角度，顺带复习了一下串口知识。
个人觉得熟悉一下串口协议还是很重要的，刚开始学习的时候跟着原子的视频学习还是学习的很认真的，奈何但是是为了比赛速成，所以看完视频就直接用原子的例程了，久而久之不太清楚串口通信的具体实现过程了，就知道怎么使用原子的串口例程。
下面我们先来回顾一下串口的通信例程（已经会的大佬请略过）
其实串口说到底就是一个通信工具，也就是说就是两个模块之间传输数据用的工具，那么传输数据，最重要的两个方面就是发送数据和接收数据这两个方面了，所以，我们今天也就着重从这两个方面来讲讲串口通信。
在开始之前，我觉得有个串口通信的框图我们有必要先了解一下，不要求完全看懂，但至少需要了解一些。

其实最重要的就是两（仅对于发送而言，接收同理的也是两个）

一、USARTx->SR(状态寄存器)

就如图上所说的，控制寄存器主要就是一些使能位以及一些中断标志位，咱们可以看看参考手册，用手册说话

显然，这个寄存器中很多都是一些中断标志位。

二、USARTX->DR(数据寄存器)

可以看出，数据寄存器只有八位有效位，所以咱们串口的数据是一字节一字节（8位）传输的。

关于数据寄存器，还有一个要注意的地方大家一定要注意。大家看数据手册。

也就是说，串口发送与接收的寄存器其实是两个寄存器，一个是TDR寄存器，一个是RDR寄存器（其实我感觉就是一个寄存器，只不过不同时候用处不一样而已，大家可以在MDk中找到USART_TypeDef这个结构体去看看定义，所以这个知识点我觉得有可能是我没有理解手册的意思），但是很爽的是我们在单片机里头的操作一概都是USARTx->DR=0x某某;

下面咱们来看看具体的收发过程

发送

显然，按照参考手册上说的，只需要向USARTx->DR中写数据数据就会自动发送，发送完了，SR寄存器的相应的标志就会置位。我们也可以设置相应的中断。这是单字节发送，在这个基础上，我们也可以非常轻松地实现多字节发送。下面是多字节发送程序。

/************************************************************
函数功能：连续发送数据
函数参数  u8 *data  发送数据数组首元素地址times  发送数据字节数
·µ»ØÖµ £º  void
************************************************************/
void constant_send(u8 *data,u8 times)
{int i;for(i=0;i<times;i++){               while((USART2->SR&0X80)==0);USART2->DR=*(data++);}
}

接收

咱们继续看数据手册，，，这东西确实是个好东西，有耐心一定可以学到很多东西的

从上面可以看出来，我们接收数据也是直接读取DR寄存器就行，我们读取串口接收到的数据一般使用串口接收中断（USART_IT_RXNE），取数据的时候，中断标志位就自动清除了，所以在中断处理函数中我们不用调用清除中断标志位的函数。

接收中断还有个中断我觉得很有必要了解一下，在接受不定长数组中很有作用——USART_IT_IDLE（帧中断），帧中断是检测传输过程中的数据断流，当一组数据传输完成之后，才会进入中断。这样，我们就能很方便接收不定长数据了。下面附上代码

我的协议的代码。

void uart_init(u32 bound){//GPIO端口设置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能USART1，GPIOA时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); //使能usart2的时钟//USART1//2_TX  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_2; //PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9//USART1/2_RX   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_3;//PA10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  //Usart1/2 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;       //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器//USART 初始化设置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   //收发模式
//使能初始化以及中断设置usart1USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断 USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器//USART 初始化设置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   //收发模式
//使能初始化以及中断设置usart2USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断USART_ITConfig(USART2,USART_IT_IDLE,ENABLE);  //使能串口帧中断  帧中断寄存器的清除，，先读SR寄存器，在读DR寄存器USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口2
}void USART1_IRQHandler(void)                   //串口1中断服务程序{u8 Res;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){printf("ha\n");       Res =USART_ReceiveData(USART1);    //读取接收到的数据if((USART1_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成{if(USART1_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d{if(Res!=0x0a)USART1_RX_STA=0;//接收错误,重新开始else USART1_RX_STA|=0x8000;  //接收完成了 }else //还没收到0X0D{   if(Res==0x0d)USART1_RX_STA|=0x4000;else{USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA&0X3FFF]=Res ;USART1_RX_STA++;if(USART1_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART1_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收     }      }}          } }
/***************************************************************************************************************
函数功能：串口2接收中断函数
入口参数：void
返回值：void
***************************************************************************************************************/
void USART2_IRQHandler(void)                    //串口1中断服务程序{u8 clear=clear;if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)       //等待接收中断{USART2_RX_BUF[recount++]=USART_ReceiveData(USART2);}if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_IDLE)!=RESET){clear=USART2->SR;clear=USART2->DR;ReceiveState=1;}
}
#endif
/************************************************************
函数功能：连续发送数据
函数参数：*data   u8类型指针，代表要发送的数据数组第一个数的地址times  循环次数
返回值 ：  void
************************************************************/
void constant_send(u8 *data,u8 times)
{int i;for(i=0;i<times;i++){               while((USART2->SR&0X80)==0);USART2->DR=*(data++);}
}
///以下为获取传感器数据相关函数/
/**************************************************************
函数功能：获取PITCH角度值
入口参数：void
返回值:  void
描述：发送 77 04 00 01 05（16进制），传感器返籶pitch叵喙厥荩菸辉诘谒奈辶纸冢咛寮蔽⑼ㄐ判?
**************************************************************/
void get_pitch(void)
{u16 data=data;              //这样子的作用可以排除没有使用的警告command_string[0]=0x77;command_string[1]=0x04;command_string[2]=0x00;command_string[3]=0x01;command_string[4]=0x05;constant_send(command_string,5); //循环发送,直到发送完毕   while(1){if(ReceiveState==1){data=(USART2_RX_BUF[4]&0x0f)*10000;    //百位，这儿其实都是乘了100倍换成整数提高代码的效率，同时可以防止一次一次转化成浮点数带来的精度损失的问题data=data+(USART2_RX_BUF[5]&0xf0>>4)*1000+(USART2_RX_BUF[5]&0x0f)*100;          data=data+(USART2_RX_BUF[6]&0xf0>>4)*10+(USART2_RX_BUF[6]&0x0f);direction_angles[0]=(data*1.0)/100;if((USART2_RX_BUF[4]&0xf0)==0x10)direction_angles[0]=-direction_angles[0];ReceiveState=0;recount=0;        break;           }}
}

关于串口收发，手册上还提供了一个更好的方法，用DMA通道（前提是支持DMA）直接进行数据传输。用DMA好处是为CPU减负，在要在开始和结束的阶段CPU参与一下就行，中间的数据传输阶段完全不用CPU参与，此时CPU可以去做其他事情。

关于串口DMA收发，我就写一下收发的要点

发送

1、初始化DMA通道（大家可以去参考原子的教程），使能串口DMA通道（这个容易忘记）

2、打开对应DMA的传输完成中断

3、在DMA的传输模式中，我们选择的是单次模式而不是循环模式，那么，我们如何重新开始发送数据呢，大家看手册。

手册上面说的很明白，我们先失能DMA对应的通道（只有先失能才能更改相应设置），然后重新写入需要传输的字节数，然后打开通道，对于接收而言也是同样的。

接收

1、初始化DMA通道（大家可以去参考原子的教程），使能串口DMA通道（这个容易忘记）

2、对于接收不定长数据，我们不能使用DMA通道的传输完成中断，因为数组的不定长，有可能会使DMA不能产生传输完成中断，这个时候，我们可以使用定时器超时中断，不过建议使用串口接收帧中断。

3、如何重新初始化接收和初始化发送是一样的

下面附上代码

void usart2_Init(u32 bound)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //使能GPIO0A时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); //使能串口2时钟//USART1_TX   GPIOA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.2//USART1_RX     GPIOA.10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA3GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.3 //Usart1 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;       //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器//USART 初始化设置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   //收发模式USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口1USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);//开启串口接受帧中断USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口1
}
/**************************************************
函数功能：串口2的DMA初始化
函数参数：void
函数返回值：void
**************************************************/
void usart2_dma(void)
{DMA_InitTypeDef  usart2dma;NVIC_InitTypeDef  DMA_NVIC;     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);   //使能DMA1的时钟//中断配置   DMA_NVIC.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel7_IRQn;           //DMA1发送完成中断DMA_NVIC.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;          //抢占优先级为最高优先级DMA_NVIC.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;DMA_NVIC.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&DMA_NVIC);   //根据指定的参数初始化VIC寄存器
//设置USART-DMA的接收    DMA_DeInit(DMA1_Channel6);                            //USART2的接收DMA设置成缺省位     usart2dma.DMA_PeripheralBaseAddr=(u32)(USART2->DR);    //外设基地址 //在指针面前加一个（u32），数据类型的强制转化，把指针类型的数据转化成u32usart2dma.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)USART2_RX_BUF;      //内存基地址usart2dma.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;              //外设到内存usart2dma.DMA_BufferSize=20;                          //一次传输10字节usart2dma.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变，一直为USART2；usart2dma.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;         //内存地址增加usart2dma.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //外设字节传输usart2dma.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;      //内存字节传输usart2dma.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal;                        //不采用循环采集的模式，采集一次便可，需要的花继续采集防止出现错误usart2dma.DMA_Priority=DMA_Priority_High;usart2dma.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable; DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_GL6);                          //清除所有的标志位DMA_Init(DMA1_Channel6,&usart2dma);                    //串口2的接收对应着DMA1的channel6DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);  //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
//设置usart_dma的发送DMA_DeInit(DMA1_Channel7);  usart2dma.DMA_PeripheralBaseAddr=(u32)&(USART2->DR);    //外设基地址 usart2dma.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)USART2_TX_BUF;      //内存基地址usart2dma.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;              //内存外设usart2dma.DMA_BufferSize=0;                         //一次传输0字节,需要的时候更改就行usart2dma.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变，一直为USART2；usart2dma.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;         //内存地址增加usart2dma.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //外设字节传输usart2dma.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;      //内存字节传输usart2dma.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal;                        //不采用循环采集的模式，采集一次便可，需要的花继续采集防止出现错误usart2dma.DMA_Priority=DMA_Priority_VeryHigh;usart2dma.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_GL7);                          //清除所有的标志位DMA_Init(DMA1_Channel7,&usart2dma);                    //串口2的接收对应着DMA1的channel6DMA_ITConfig(DMA1_Channel7,DMA_IT_TC,ENABLE);          //DMA传输完成中断}
/***************************************
函数功能：接受重新使能
函数参数：DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx    //对应的DMA通道bytes_amount                          //字节数
函数返回值  void
描述：在DMA的正常模式下，DMA传输完一次之后需要重新开始传输的时候
需要先关闭该通道然后向DMA_CNDTRx寄存器写值之后再打开寄存器的值
***************************************/
void Receive_cmd(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx,u16 bytes_amount)
{DMA_Cmd(DMAy_Channelx, DISABLE);  //失能USART1 TX DMA1 所指示的通道 DMA_SetCurrDataCounter(DMAy_Channelx,bytes_amount);//DMA通道的DMA缓存的大小DMA_Cmd(DMAy_Channelx, ENABLE);  //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
}/**************下面是中断服务函数*********************/
/***************************************
函数作用：串口2中断函数
函数参数：void
函数返回值：void
***************************************/
void USART2_IRQHandler(void)
{u32 temp=temp;u8 i;if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) != RESET){temp=USART2->SR;       //先读状态寄存器，然后在读数据寄存器temp=USART2->DR;DMA_Cmd(DMA1_Channel6, DISABLE);  //暂时关闭USART2DMA的接受通道，防止干扰receive_flag=1;}
}
/***************************************
函数功能:DMA接受中断服务函数
函数参数：void
函数返回值：void
***************************************/
void DMA1_Channel7_IRQHandler(void)
{if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_GL7)!=RESET){Receive_cmd(DMA1_Channel6,20);               //开启接收DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_GL7);          //清除所有中断标志位DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE);  //暂时关闭USART2DMA的接受通道，防止干扰send_flag=1;   //接收完成软标志}
}
/**************************************************************
函数功能：获取heading角度值
入口参数：void
返回值:  void
描述：发送 77 04 00 03 07（16进制），传感器返回heading相关数据，数据位在第四五六字节，具体见北微通信协议
**************************************************************/
void get_heading(void)
{u16 data=data;              //这样子的作用可以排除没有使用的警告USART2_TX_BUF[0]=0x77;USART2_TX_BUF[1]=0x04;USART2_TX_BUF[2]=0x00;USART2_TX_BUF[3]=0x03;USART2_TX_BUF[4]=0x07;Receive_cmd(DMA1_Channel7,5);  delay_ms(1000);while(send_flag);          //等待可以已发送while(1)  {if(send_flag){send_flag=0;break;}}while(1)    {if(receive_flag==1)                           //等待接受完成{receive_flag=0;   break;}}    data=(USART2_RX_BUF[4]&0x0f)*10000;    //百位，这儿其实都是乘了100倍换成整数提高代码的效率，同时可以防止一次一次转化成浮点数带来的精度损失的问题data=data+(USART2_RX_BUF[5]&0xf0>>4)*1000+(USART2_RX_BUF[5]&0x0f)*100;          data=data+(USART2_RX_BUF[6]&0xf0>>4)*10+(USART2_RX_BUF[6]&0x0f);direction_angles[0]=(data*1.0)/100;if((USART2_RX_BUF[4]&0xf0)==0x10)direction_angles[0]=-direction_angles[0];
}

第一次写博客，肯定有很多理解不对或者错误的地方，还请各位大佬指正，也希望能给需要的人带来一点帮助，知识需要分享才能发挥更大的价值

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