怎样用stm32f103的串口读取电子罗盘的数据

　　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.9
　　GPIO_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;//PA10
　　GPIO_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3
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子优先级3
　　NVIC_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usart1
　　USART_Init（USART1， &USART_InitStructure）; //初始化串口1
　　USART_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3
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级3
　　NVIC_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usart2
　　USART_Init（USART2， &USART_InitStructure）; //初始化串口2
　　USART_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（“han”）;
　　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.9
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
　　GPIO_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;//PA3
　　GPIO_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3
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级3
　　NVIC_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1
　　USART_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u32
　　usart2dma.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channel6
　　DMA_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channel6
　　DMA_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］;
　　}