STM32 串口多字节通讯
STM32 串口多字节通讯
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在STM32中实现串口多字节通信(如接收数据帧),需结合中断/DMA和缓冲区管理。以下是关键步骤和示例代码(使用HAL库):
核心步骤
- 初始化串口(波特率、数据位、校验位等)
- 创建接收缓冲区
- 开启中断/DMA接收
- 解析接收数据(帧头/帧尾/长度校验)
示例代码(中断模式)
// 1. 定义接收参数
#define RX_BUF_SIZE 64 // 缓冲区大小
#define FRAME_HEAD 0xAA // 帧头标识
#define FRAME_TAIL 0x55 // 帧尾标识
uint8_t rx_buf[RX_BUF_SIZE]; // 接收缓冲区
volatile uint16_t rx_index = 0; // 接收位置索引
volatile uint8_t frame_flag = 0; // 完整帧标志
// 2. 初始化串口(以USART2为例)
void UART_Init(void) {
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 115200;
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
HAL_UART_Init(&huart2);
// 开启接收中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rx_buf[0], 1); // 启动单字节接收
}
// 3. 中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
if(huart == &huart2) {
// 检查帧头
if(rx_index == 0 && rx_buf[0] != FRAME_HEAD) {
rx_index = 0; // 帧头错误则重置
}
else {
rx_index++;
// 检查帧尾(至少3字节: 头+数据+尾)
if(rx_index >= 3 && rx_buf[rx_index-1] == FRAME_TAIL) {
frame_flag = 1; // 设置完整帧标志
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rx_buf[0], 1); // 重启接收(从头开始)
rx_index = 0;
return;
}
}
// 防止溢出
if(rx_index >= RX_BUF_SIZE) rx_index = 0;
// 继续接收下一个字节
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rx_buf[rx_index], 1);
}
}
// 4. 主循环处理
while(1) {
if(frame_flag) {
frame_flag = 0;
// 示例:回传数据(去掉头尾)
uint8_t data_len = rx_index - 2;
HAL_UART_Transmit(&huart2, &rx_buf[1], data_len, 100);
// 实际应用中这里进行数据解析
// process_data(rx_buf+1, data_len);
}
}
关键点说明
- 帧结构
0xAA+ 数据 +0x55(可根据需求自定义协议) - 错误处理
- 帧头校验失败时重置接收
- 缓冲区溢出保护
- 中断效率
单字节中断接收简单可靠,适用于中低速通信(≤1Mbps) - 替代方案
- DMA+空闲中断:高效接收不定长数据(推荐高速通信)
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2, rx_buf, RX_BUF_SIZE); - 环形缓冲区:避免数据覆盖(需自行实现)
- DMA+空闲中断:高效接收不定长数据(推荐高速通信)
增强建议
- 添加CRC校验
在帧尾前加入校验字节:uint8_t crc = calculate_crc(&rx_buf[1], data_len-1); if(crc != rx_buf[data_len]) // 校验失败处理 - 双缓冲区机制
在处理数据时切换到备用缓冲区,避免数据丢失 - 超时检测
使用定时器判断帧接收超时:// 在中断中重置计时器 g_uart_timeout = 0; // 主循环中检查 if(g_uart_timeout++ > 1000) rx_index = 0;
? 重要提示
- 在CubeMX中需使能串口全局中断(NVIC Settings)
- 中断函数执行时间应尽量短
- 访问共享变量(如
rx_index)时注意临界区保护
实际项目建议使用DMA+空闲中断方案(通过HAL_UARTEx_RxEventCallback处理数据),可显著降低CPU负载并提高可靠性。
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