主機環(huán)境：Windows XP  SP3

開發(fā)環(huán)境：MDK 5.20

目標芯片：STM32F030C8T6

前兩天在群里看到有人在詢問有關(guān)STM32 串口總線空閑檢測的事情，根據(jù)串口總線是否空閑來判斷一幀數(shù)據(jù)是否發(fā)送完成，之前使用串口一直沒怎么注意過這一串口特性，所以后來特意去看了下手冊中有關(guān)總線空閑檢測的指示，發(fā)現(xiàn)它的確是個好特性，之前都只是在串口中斷中接收數(shù)據(jù)在主循環(huán)中不斷的讀取數(shù)據(jù)然后檢測是否是一幀完整的數(shù)據(jù)，之后再進行后續(xù)處理。這樣處理有一個不是很好的問題就是在主循環(huán)讀取串口數(shù)據(jù)時需要有個超時計數(shù)器來避免無串口數(shù)據(jù)時死等在那里，但如果使用串口總線空閑檢測的話，我們就不需要超時計數(shù)器了，只需要在檢測到串口總線空閑時把收到的數(shù)據(jù)全部讀走，然后檢測是否滿足一定的格式進而處理，這樣是的主循環(huán)的時間進一步減少，加速了系統(tǒng)的處理速度。

在STM32F030C8T6的參考手冊中串口中斷狀態(tài)寄存器USARTx_ISR中有一個IDLE位來表明是否檢測到總線空閑，如下圖所示：

并且給出了如何清除該標識，STM32F1系列芯片清除該標識的方法不同，可根據(jù)參考手冊來查詢，且該標識置位后就不再置位除非RXNE位再次置位，如果上位機一次性發(fā)送了1個字節(jié)數(shù)據(jù)則RXNE置位1次，IDLE置位1次，而如果上位機一次性發(fā)送了6個字節(jié)數(shù)據(jù)，則RXNE置位6次，IDLE依然置位1次，只要在CR1寄存器中使能了串口總線空閑檢測就可以使用該特性了，使用標準庫編輯了一下測試代碼，uart頭文件如下

[cpp] view plain copy

1. #ifndef __UART_H__  
2. #define __UART_H__  
3. #include <stdint.h>  
4. #include "stm32f0xx.h"  
5. #include <stdio.h>  
6.   
7.   
8. #define USARTx                          USART1  
9. #define USARTx_GPIO_PORT                GPIOA  
10. #define USARTx_GPIO_CLK                 RCC_AHBPeriph_GPIOA  
11. #define USARTx_TX_PIN                   GPIO_Pin_9  
12. #define USARTx_TX_SOURCE                GPIO_PinSource9  
13. #define USARTx_TX_AF                    GPIO_AF_1  
14. #define USARTx_RX_PIN                   GPIO_Pin_10  
15. #define USARTx_RX_SOURCE                GPIO_PinSource10  
16. #define USARTx_RX_AF                    GPIO_AF_1  
17. #define USARTx_IRQn                     USART1_IRQn  
18. #define USARTx_IRQHandler               USART1_IRQHandler  
19. #define USARTx_CLK_ENABLE()             RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE)  
20.   
21. void uart_init (uint32_t baud);  
22.   
23. #endif  

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1. #include "uart.h"  
2. uint8_t buffer[100];  
3. uint8_t cnt = 0,idle_detect = 0;  
4.   
5. void uart_init (uint32_t baud)  
6. {  
7.     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;     
8.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;       
9.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  
10.   
11.     //初始化串口時鐘以及串口端口時鐘  
12.     RCC_AHBPeriphClockCmd(USARTx_GPIO_CLK, ENABLE);  
13.     USARTx_CLK_ENABLE();  
14.   
15.     GPIO_PinAFConfig(USARTx_GPIO_PORT, USARTx_TX_SOURCE, USARTx_TX_AF);  
16.     GPIO_PinAFConfig(USARTx_GPIO_PORT, USARTx_RX_SOURCE, USARTx_RX_AF);  
17.   
18.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USARTx_TX_PIN| USARTx_RX_PIN;                  
19.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;         
20.     GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      
21.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;         
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_Level_3;    
23.     GPIO_Init(USARTx_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);    
24.   
25.     USART_InitStructure.USART_BaudRate            = baud ;            //設(shè)置波特率  
26.     USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;  //8位數(shù)據(jù)位  
27.     USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;     //1位停止位  
28.     USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;     //無校驗位  
29.     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  //無硬件控制  
30.     USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   //發(fā)送與接收兩種方式  
31.     USART_Init(USARTx, &USART_InitStructure);         
32.   
33.     USART_ITConfig(USARTx,USART_IT_RXNE,ENABLE);    //使能接收中斷，在接收移位寄存器中有數(shù)據(jù)時產(chǎn)生  
34.     USART_ITConfig(USARTx,USART_IT_PE,ENABLE);  
35.     USART_ITConfig(USARTx,USART_IT_ERR,ENABLE);  
36.     USART_ITConfig(USARTx,USART_IT_IDLE,ENABLE);    //使能總線空閑檢測中斷  
37.       
38.     /* 使能 USARTx 中斷 */  
39.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USARTx_IRQn;  
40.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority=0;  
41.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
42.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   
43.   
44.     USART_Cmd(USARTx, ENABLE);   
45. }  
46.   
47.   
48. int fputc(int ch, FILE *f)  
49. {  
50.     USART_SendData(USARTx,(uint8_t)ch);  
51.     while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE) != SET);  
52.     return ch;  
53. }  
54.   
55. void USARTx_IRQHandler(void)  
56. {  
57.     uint8_t temp = 0;  
58.       
59.     if(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_ORE) != RESET)  
60.     {  
61.         temp = USART_ReceiveData(USARTx);  
62.         (void)temp;  
63.         USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_ORE);  
64.     }  
65.     if(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_NE) != RESET)  
66.     {  
67.         USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_NE);  
68.     }  
69.     if(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_FE) != RESET)  
70.     {  
71.         USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_FE);  
72.     }  
73.     if(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_PE) != RESET)  
74.     {  
75.         USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_PE);  
76.     }  
77.       
78.     if(USART_GetITStatus(USARTx, USART_IT_RXNE) != RESET)//判斷寄存器中是否有數(shù)據(jù)  
79.     {  
80.         buffer[cnt++]=USART_ReceiveData(USARTx);  //讀取數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)的同時清空了接收中斷標志;  
81.         if(cnt >= 100)  
82.         {  
83.             cnt = 0;  
84.         }  
85.         USART_ClearITPendingBit(USARTx, USART_IT_RXNE);  
86.     }  
87.     if(USART_GetITStatus(USARTx, USART_IT_IDLE) != RESET)  
88.     {  
89.         //清除總線空閑中斷標志位  
90.         USART_ClearITPendingBit(USARTx, USART_IT_IDLE);  
91.         idle_detect = 1;  
92.     }  
93.     return;  
94. }  

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1. #include "uart.h"                    
2.   
3. extern uint8_t idle_detect,cnt;  
4. extern uint8_t buffer[100];  
5. int main (void)  
6. {  
7.     uint8_t i = 0;  
8.     uart_init(115200);  
9.   
10.     while(1)  
11.     {  
12.         if(1 == idle_detect)  
13.         {  
14.             idle_detect = 0;  
15.             printf("\r\ncnt:%X,ctx:",cnt);  
16.             for(i = 0; i < cnt; i++)  
17.             {  
18.                 printf("%02X ",buffer[i]);  
19.             }  
20.             cnt = 0;  
21.         }  
22.     }  
23. }  

可以看到檢測結(jié)果是正常的，只是在開機后有一次cnt為0的結(jié)果，應(yīng)該是上電之后總線默認就是空閑的，的確也沒有收到數(shù)據(jù)，因此就想把cnt為0的結(jié)果去掉，這里我遇到了一個很糾結(jié)的問題，在判斷idle_detect變量的同時也檢測cnt是否大于0，測試代碼更改如下：

[cpp] view plain copy

1. #include "uart.h"                    
2.   
3. extern uint8_t idle_detect,cnt;  
4. extern uint8_t buffer[100];  
5. int main (void)  
6. {  
7.     uint8_t i = 0;  
8.     uart_init(115200);  
9.   
10.     while(1)  
11.     {  
12.         if(1 == idle_detect && cnt > 0)  
13.         {  
14.             idle_detect = 0;  
15.             printf("\r\ncnt:%X,ctx:",cnt);  
16.             for(i = 0; i < cnt; i++)  
17.             {  
18.                 printf("%02X ",buffer[i]);  
19.             }  
20.             cnt = 0;  
21.         }  
22.     }  
23. }  

這個時候發(fā)現(xiàn)cnt變量的值輸出一直為1，但輸出的字節(jié)內(nèi)容卻是對的，一直想不通這是為啥？思來想去邏輯是沒啥問題的，后來又把cnt是否為0的條件判斷不放在跟idle_detect變量檢測同一水平，而是放在它里面，更改測試代碼如下：

[cpp] view plain copy

1. #include "uart.h"                    
2.   
3. extern uint8_t idle_detect,cnt;  
4. extern uint8_t buffer[100];  
5. int main (void)  
6. {  
7.     uint8_t i = 0;  
8.     uart_init(115200);  
9.   
10.     while(1)  
11.     {  
12.         if(1 == idle_detect)  
13.         {  
14.             idle_detect = 0;  
15.             if(cnt == 0)  
16.                 continue;  
17.             printf("\r\ncnt:%X,ctx:",cnt);  
18.             for(i = 0; i < cnt; i++)  
19.             {  
20.                 printf("%02X ",buffer[i]);  
21.             }  
22.             cnt = 0;  
23.         }  
24.     }  
25. }  

這個時候輸出的結(jié)果是正確的，難道兩個條件檢測放在一起會有問題嗎？這個是不應(yīng)該的，因為idle_detect為0時CPU是不會再去檢測cnt變量的，只有idle_detect為1時才去檢測cnt變量，因此cnt的條件檢測放在里面和放在外面應(yīng)該是一樣的效果才對。后來想是否是printf引起的問題，就把printf去掉改成了自己的輸出函數(shù)，更改測試代碼如下：

[cpp] view plain copy

1. #include "uart.h"                    
2.   
3. extern uint8_t idle_detect,cnt;  
4. extern uint8_t buffer[100];  
5. int main (void)  
6. {  
7.     uint8_t i = 0;  
8.     uart_init(115200);  
9.   
10.     while(1)  
11.     {  
12.         if(1 == idle_detect && cnt > 0)  
13.         {  
14.             idle_detect = 0;  
15.             uart_puts("\r\ncnt:");  
16.             uart_char(0x30+cnt);  
17.             uart_puts(",ctx:");  
18.             uart_write(buffer,cnt);  
19.             cnt = 0;  
20.         }  
21.     }  
22. }  

結(jié)果發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)小于等于6時結(jié)果是正確的，而當數(shù)據(jù)大于6時cnt一直為6但字節(jié)內(nèi)容同樣是正確的，很是費解，在后來我又測試過當發(fā)送的字節(jié)為16時，輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容會少幾個字節(jié)，總而言之把cnt變量的判斷放在idle_detect變量檢測的后面就會導致結(jié)果不對，而把cnt變量的判斷放在里面就不會有問題，所以應(yīng)該不是printf引起的問題，感覺像是if條件語句引起的問題，嘗試過很多方法也沒搞定該問題，雖然最后我們也能回避這個問題，但沒找到原因真糾結(jié)，如果有人知道是啥問題的話，麻煩告知一下。

最后串口總線空閑檢測這一特性的確很有用，尤其是對收到的數(shù)據(jù)是不定長時更有效果，大家以后可以嘗試使用一下該特性。

PS：

今天下午不死心又進行了一些測試，還懷疑過是否是時序的問題，對比了一下cnt判斷所在位置不同的匯編代碼，對比結(jié)果如下：

左側(cè)是cnt判斷和idle_detect判斷在同一水平上，右側(cè)是cnt判斷放在了idle_detect條件檢測里面，兩者差別不大，再次證明我們的代碼邏輯是沒有問題的，后來又想起使用printf和使用我們自己的輸出函數(shù)cnt的值會有變化，在使用printf時cnt一直為1，而使用我們自己的輸出函數(shù)時cnt在數(shù)據(jù)長度小于等于6時正確，兩者的區(qū)別就是printf會使用微庫，延遲不同，所以增加了一個延遲函數(shù)，如下：

[cpp] view plain copy

1. void delay(void)  
2. {  
3.     uint32_t t = 5000;  
4.     while(t)  
5.     {  
6.         __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();  
7.         t-=1;  
8.     }  
9. }  

[cpp] view plain copy

1. int main (void)  
2. {  
3.     uint8_t i = 0;  
4.     uart_init(115200);  
5.   
6.     while(1)  
7.     {  
8.         delay();  
9.         if(1 == idle_detect && cnt > 0)   
10.         {  
11.             idle_detect = 0;  
12.             //delay();  
13.             printf("\r\ncnt:%X,ctx:",cnt);  
14.             for(i = 0; i < cnt; i++)  
15.             {  
16.                 printf("%02X ",buffer[i]);  
17.             }  
18.             cnt = 0;  
19.         }  
20.     }  
21. }