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stm32串口自定义协议接收一串十六进制数据（将其中两个字节转化为十进制数据）+部分串口基础知识
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文章目录
一、基本储存单元二、通信协议（一）并行通信和串行通信（二）三种工作方式（三）收发数据同步或异步传输（四）通信速率
三、串口通信协议（一）RS232（二）USB转串口（TTL标准）（三）串口到串口（TTL->TTL）（四）串口数据包的基本组成
四、寄存器（一）状态寄存器：USART_SR（二）数据寄存器USART_DR（三）控制寄存器1（USART_CR1）（四）串口接收和发送数据
五、STM32固件库函数六、USART应用（一）发送数据1、函数1-串口发送一个字节数据2、函数2-发送两个字节数据3、函数3-发送一个数组数据4、函数4-发送字符串函数5、函数5-使用printf函数进行打印数据6、函数6-使用getchar函数
（二）接收数据1、串口助手发送并返回数据中断函数2、串口发送数据控制led亮灭3、STM32自定义协议接收十六进制数据（使用三合一气体传感器求出CO2浓度）
一、基本储存单元
位（bit）： 二进制数中的一个数位，可以是0或者1，是计算机中数据的最小单位。 字节（Byte）： 计算机中数据的基本单位，每8位组成一个字节。各种信息在计算机中存储、处理至少需要一个字节。 例如，一个ASCII码用一个字节表示，一个汉字用两个字节表示。 字（Word）： 两个字节称为一个字。汉字的存储单位都是一个字。 1个字节（byte）=8位(bit)数据 1个汉字是一个字，即两个字节,16位数据 二、通信协议通信方式-框图-参考链接 （一）并行通信和串行通信并行通信 8位数据并列的传输，传一个8位的数据是需要8根线一起传输。 例如：SDIO，FSMC(16位的)–发送数据都是所有数据位同时传输 串行通信 8位数据一位一位的传输，只需要一根线即可进行传输。 例如：USART,IIC,SPI三种都是串行方式-----发送数据时都是一位一位的进行发送数据 串行通信与并行通信特征
全双工 有两根数据线，一个用来接收数据，一个用来发送数据，互不干扰，可以同时发送和接收数据。 例如：usart（可以半双工或全双工通信）,SPI(可以半双工或者全双工通信) 半双工 有两根数据线，但是不可以同时发送数据，可以分时收发数据 单工 只有一根数据线，只可以单向通信（只可以往某一个方向进行） 例如：IIC 000-串口通讯的单工、半双工和全双工的定义、区别及应用- （三）收发数据同步或异步传输同步通信 数据同步方式，两个设备的时钟信号是同一个（有时钟信号的是同步）。 在传输数据时为了保证数据传输的准确性： （1）时钟在高电平时，数据有效 （2）时钟信号在低电平时数据时无效的 （3）对时钟的要求很高（如果时钟有尖峰或者杂波，则数据传输就不准确了） 例如：SPI，IIC通信接口。 异步通信 没有时钟信号：为了保证数据传输的准确性是通过加上一些辅助的标识符 例如：UART(通用异步收发器)，单总线。 同步通信和异步通信比较 （1）在同步通信中，数据信号所传输的内容绝大部分就是有效数据。 （2）在异步通信中，传输的数据会包含有帧的各种标识符。 （3）所以同步通信的效率更好，但是对于时钟允许误差较小，异步通信对于时钟允许误差较大。 （四）通信速率比特率：每秒钟传输的二进制数单位：bit/s IIC,SPI（同步通信，一个时钟下传输一个数据，通过时钟来控制） 波特率：每秒钟传输的码元个数（串口） 一个二进制位表示一个码元（特殊情况下） 三、串口通信协议物理层规定我们用嘴巴还是肢体进行交流 协议层就是规定我们用汉语还是英文来交流 （一）RS2321、RS232和TTL就是在电平上的区别 TTL电平是直接从单片机（或者芯片）里面出来的：高电平用3.3V或者5v来表示，低电平用0表示 RS232中1用-15V表示，0用+15V表示，逻辑正好时相反的，低电平和高电平的差距非常大
TXE-发送数据寄存器空 当TDR寄存器中的数据被硬件转移到移位寄存器的时候，TXE位被硬件置位。 如果USART_CR1寄存器中的TXEIE为1，则产生中断。对USART_DR的写操作，将该位清零。 0-数据还没有转移到移位寄存器 1-数据已经转移到移位寄存器 TC-发送完成 当包含有数据的一帧发送完成后，并且TXE=1时，由硬件将TC位置’1’。 如果USART_CR1中的TCIE=1，则产生中断。由软件序列清除该位(先读USART_SR，然后写入USART_DR)。 TC位也可以通过写入’0’来清除，只有在多缓存通讯中才推荐这种清除程序。 0-发送还没有完成 1-发送已经完成 RXNE-读数据寄存器非空 当RDR移位寄存器中的数据被转移到USART_DR寄存器中，该位（RXNE）被硬件置位。 如果USART_CR1寄存器中的RXNEIE=1，则产生中断。对USART_DR的读操作可以将该位清零。 RXNE位也可以通过写入0来清除，只有在多缓存通讯中才推荐这种清除程序。 0-数据没有收到 1-收到数据可以读出 （二）数据寄存器USART_DR
此时UE=1,TE=1 上图对应的顺序依次是1->2->3,数据来源于CPU或者DMA，数据来了之后首先是放到发送寄存器（TDR）中，然后会再放到发送数据移位寄存器中，由于数据是8位的，会将数据一位一位的发送出去（使用TX引脚）。 当数据由发送寄存器到发送数据移位寄存器时，TXE会被置1，即TXE=1，表示发送数据寄存器为空了，但是并不表示数据已经发送出去了。因为还要通过发送移位寄存器进行一位一位的发送数据，如果发送移位寄存器数据全部发送出去了，TC会被置1，即TC=1表示发送数据完毕。** 接收数据流程**
串口初始化函数 void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；引脚、波特率、位数，校验、时钟等串口使能 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口—配置的是UE位中断使能 void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT,FunctionalState NewState)发送数据 STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器发送数据的函数是：通过该函数向串口寄存器 USART_DR 写入一个数据。 void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);接收数据 STM32 库函数操作 USART_DR 寄存器读取串口接收到的数据的函数是：通过该函数可以读取串口接收到的数据。 uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);获取标志位 该函数只判断标志位。在没有使能相应的中断函数时，通常使用该函数来判断标志位是否置1 Flagstatus USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG)中断状态位获取函数 不仅会判断标志位是否置1，同时还会判断是否使能了相应的中断。所以在串口中断函数中，如果要获取中断标志位，通常使用该函数。 ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT)清楚中断标志位 Void USART_Flag_Clear(USARTx,USART_FLAG)几个标志位函数的区分说明–链接 六、USART应用串口初始化函数 //初始化IO 串口1 //bound:波特率 void uart_init(u32 bound){ //GPIO端口设置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO结构体指针 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//串口结构体指针 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断分组结构体指针 //1、使能串口时钟，串口引脚时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟 //2、复位串口 USART_DeInit(USART1); //复位串口1 //3、发送接收引脚的设置 //USART1_TX PA.9（由图 可知设置为推挽复用输出） GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //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PA9 //USART1_RX PA.10（有图可知浮空输入） GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA10 //4、USART 初始化设置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600; 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(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口 #if EN_USART1_RX //如果使能了接收 //5、Usart1 NVIC 配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //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 //6、开启接收数据中断 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断 #endif //7、使能串口 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口 } （一）发送数据 1、函数1-串口发送一个字节数据 void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx,uint8_t data) { //调用固件库函数 USART_SendData(pUSARTx,data);//往串口中写入数据 //发送完数据是检测TXE这个位是否置1，发送数据寄存器空了，表明已经把数据传递到数据移位寄存器了 //检测TXE这个位也需要一个固件库函数 while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET); //如果这个位一直为0的话就一直等待，只有当被设为SET后才会跳出这个循环（表示一个字节发送出去了） }在main主函数中编写语句： //在主函数里面发送一个数据试试 Usart_SendByte(USART1,100);//往串口1中写入数据100串口调试助手并没有显示100，而是显示的一个字母d 串口调试助手不管接收到的是什么数据，都会转化为字符 只有发送十六进制数据，串口助手使用十六进制形式接收数据时才不是字符 Usart_SendByte(USART1,'A');//往串口1里面写入一个字符A //串口接收到字符A串口助手无论是收发都是以字符的形式进行传输的 假如说串口助手发送一个数字1，stm32串口如果能够接收的话，在进行数据解析过程中需要按照字符 ’1‘ 来进行解析（把1当成是字符，而不是十进制1 ） 2、函数2-发送两个字节数据有时候传感器数据可能是16位的，怎么发送？发送两个字节？ 发送两个字节的数据就是十六位的。 //发送两个字节数据函数 void Usart_SendHalfWord(USART_TypeDef* pUSARTx,uint16_t data) { //发送十六位数据要分为两次来发送，先定义两个变量 uint8_t temp_h,temp_l;//定义8位的变量（分别存储高8位和低8位） //首先取出高8位 temp_h=(data&0xff00)>>8;//低八位先与0相&，低8位变为0再右移8位（0xff00共16位二进制） //再取出低8位 temp_l=data&0xff;//取出低8位数据 //16位的数据这样子就放到了两个变量里面（共16位） //调用固件库函数 USART_SendData(pUSARTx,temp_h);//先发送高8位 while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);//等待数据发送完毕 USART_SendData(pUSARTx,temp_l);//再发送低8位 while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);//等待数据发送完毕 }在主函数中发送十六进制数据： Usart_SendHalfWord(USART1,0XFF56);//发送16位数据串口助手显示的是字符，要想接收到的数据和发送的一样，需要把串口助手选择为16进制接收 串口助手接收到ff 56。虽然是16位的数据但是显示的时候还是一个字节一个字节的显示，十六进制ff是一个字节 56是一个字节 |
此时UE=1,RX=1 数据从RX引脚进来来，数据是一位一位进行接收的。
几个常用的固件库函数 
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