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1. 引言
本教程旨在帮助嵌入式开发小白从零开始#xff0c;学习如何在STM32F407微控制器上实现一个基于串口的数据接收程序。该程序能够通过判断数据头来接收一串数据#xff0c;并将其存储到缓冲区中…【星云 Orbit • STM32F4】08. 用判断数据头来接收据的串口通用程序框架
1. 引言
本教程旨在帮助嵌入式开发小白从零开始学习如何在STM32F407微控制器上实现一个基于串口的数据接收程序。该程序能够通过判断数据头来接收一串数据并将其存储到缓冲区中以供后续处理。教程内容涵盖基础知识、配置步骤、HAL库函数详解并提供配套例程和代码注释。
2. 硬件准备
STM32F407开发板串口调试工具如串口助手
3. 软件准备
Keil MDK-ARM开发环境STM32F407标准库
4. 知识储备
在开始编程之前需要了解以下基础知识
STM32F407的串口USART外设基本的串口通信知识波特率、数据位、停止位、校验位C语言编程基础中断服务函数的基本概念
5. 程序设计
5.1 程序功能概述
程序的主要功能包括
初始化STM32F407的串口外设通过中断方式接收串口数据检测数据头特定字节序列存储接收到的数据到缓冲区提供数据处理接口
5.2 程序模块划分
程序分为以下几个模块
main.c主程序文件负责初始化和程序运行逻辑usart.h 和 usart.c串口驱动文件负责串口的初始化和数据收发data_receiver.h 和 data_receiver.c数据接收模块负责数据头检测和数据存储
5.3 程序流程图 流程图说明
系统初始化程序开始时进行系统初始化包括时钟配置、GPIO配置等。串口初始化配置串口参数如波特率、数据位、停止位等使串口准备好接收数据。等待中断触发程序进入等待状态等待串口接收到数据后触发中断。接收数据中断触发后程序从串口接收数据。检测数据头检查接收到的数据是否包含有效的数据头以确保数据的完整性。存储数据将接收到的有效数据存储到内存或外部存储器中。数据处理对存储的数据进行进一步的处理如解析、计算等。
这个流程图清晰地展示了从系统初始化到数据处理的完整流程帮助理解基于STM32F407的串口数据接收程序的工作原理。
6. 代码实现
6.1 串口初始化 (usart.c)
#include usart.hvoid USART_Init(uint32_t baudrate) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;// 使能GPIO和USART时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);// 配置GPIO引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);// 配置USARTUSART_InitStructure.USART_BaudRate baudrate;USART_InitStructure.USART_WordLength USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1, USART_InitStructure);// 使能USARTUSART_Cmd(USART1, ENABLE);// 配置 NVIC 优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE;NVIC_Init(NVIC_InitStructure);
}6.2 数据接收模块 (data_receiver.c)
#include data_receiver.h#define DATA_BUFFER_SIZE 100
#define HEADER_SIZE 3
#define HEADER_1 0xEB
#define HEADER_2 0x00
#define HEADER_3 0x55static uint8_t data_buffer[DATA_BUFFER_SIZE];
static uint16_t buffer_index 0;
static uint8_t header_received 0;void DataReceiver_Init(void) {buffer_index 0;header_received 0;
}void USART1_IRQHandler(void) {if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) ! RESET) {uint8_t received_data USART_ReceiveData(USART1);if (header_received HEADER_SIZE) {if (received_data header[header_received]) {header_received;if (header_received HEADER_SIZE) {// 数据头检测完成开始接收数据buffer_index 0;}} else {header_received 0;}} else {if (buffer_index DATA_BUFFER_SIZE) {data_buffer[buffer_index] received_data;}}}
}uint8_t* GetDataBuffer(void) {return data_buffer;
}uint16_t GetBufferDataLength(void) {return buffer_index;
}6.3 主程序 (main.c)
#include usart.h
#include data_receiver.hint main(void) {// 系统时钟配置SystemClock_Config();// 初始化串口USART_Init(9600);// 初始化数据接收模块DataReceiver_Init();while (1) {// 主循环可以添加其他任务}
}7. 使用示例
7.1 初始化串口
在 main.c 中调用 USART_Init 函数配置串口参数
USART_Init(9600); // 配置波特率为96007.2 初始化数据接收模块
调用 DataReceiver_Init 函数初始化数据接收模块
DataReceiver_Init();7.3 数据接收与处理
在中断服务函数 USART1_IRQHandler 中接收到的数据会被存储到 data_buffer 中。主程序可以通过以下函数获取接收到的数据
uint8_t* data GetDataBuffer();
uint16_t data_length GetBufferDataLength();8. 串口收发状态图
以下是基于STM32F407的串口数据接收程序的状态图展示了串口收发的状态转换过程
串口数据接收程序的状态图
9. 总结
通过本教程读者可以掌握如何在STM32F407上实现一个基于串口的数据接收程序。程序通过检测数据头来接收数据并将其存储到缓冲区中以供后续处理。教程内容从零开始详细讲解了串口配置、数据接收、中断处理等关键步骤并提供了完整的代码示例和注释帮助读者快速上手。
