USART介绍
USART通讯是一种广泛使用的在硬件上使用的异步通讯协议。
USART通信可以自定义通讯协议。
USART是串口通信，用于2台设备之间的直接通信，其接口接线方式：
USART通讯过程
数据不传输
当不传输数据时，UART数据传输线通常保持高电平。
起始位
开始数据传输，发送端的会将传输线从高电平拉到低电平并保持1个时钟周期，当接收端检测到高到低电压跃迁时，便开始以波特率对应的频率读取数据帧中的位。
数据帧
数据帧包含所传输的实际数据。如果使用奇偶校验位，数据帧长度可以是5位到8位。
在不使用奇偶校验位的情况下，数据帧长度可以是9位。
在大多数情况下，数据以最低有效位优先方式发送。
奇偶校验
由于数据传输可以受到各种不确定因素导致出错，就需要使用奇偶校验来一定程度上确保数据的稳定性。
接收端读取数据帧后，将计数值为1的位，检查总数是偶数还是奇数。如果奇偶校验位为0（偶数奇偶校验），则数据帧中的1或逻辑高位总计应为偶数。如果奇偶校验位为1（奇数奇偶校验），则数据帧中的1或逻辑高位总计应为奇数。
当奇偶校验位与数据匹配时，UART会认为传输未出错。但是，如果奇偶校验位为0，而总和为奇数，或者奇偶校验位为1，而总和为偶数，则UART认为数据帧中的位已改变。
停止位
发送端将数据传输线从低电压驱动到高电压并保持1到2位时间。
HAL库使用USART通讯
在HAL库中，已经封装了对USART通讯的发送和接收函数，这里提供介绍。
数据类型
HAL_StatusTypeDef
枚举类型，表示USART串口状态
typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U, // 成功
HAL_ERROR = 0x01U, // 错误
HAL_BUSY = 0x02U, // 繁忙
HAL_TIMEOUT = 0x03U // 超时
} HAL_StatusTypeDef;
函数介绍
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
此函数用于开启某USART串口通信中断，来接收消息。
参数（UART_HandleTypeDef *huart）USART串口编号
参数（uint8_t *pData）接收数据缓冲区
参数（uint16_t Size）缓冲区大小
返回值：USART串口状态枚举类型（HAL_StatusTypeDef）
示例：
uint8_t __Usart1_Buffer; uint8_t __Usart2_Buffer; // 开启USART1串口通信 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &__Usart1_Buffer, 1); // 开启USART2串口通信 HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &__Usart2_Buffer, 1);
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
此函数是一个中断函数，当发送端有消息发送时，接收端就受到消息时候，在接收端就会触发此中断（此函数需要自己定义），消息将会储存在缓冲区。
参数（UART_HandleTypeDef *huart）USART串口编号，常用于区分不同的Usart串口的消息
返回值：无
示例：
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if (huart->Instance == USART1)
{
// USART1消息
}
else if (huart->Instance == USART2)
{
// USART2消息
}
}
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
此函数用于发送数据。
参数（UART_HandleTypeDef *huart）USART串口编号
参数（uint8_t *pData）发送的数据
参数（uint16_t Size）发送数据的大小
参数（uint32_t Timeout）超时时间，如果发送数据时，检测到串口繁忙，就会等待。
返回值：USART串口状态枚举类型（HAL_StatusTypeDef）
示例：
uint8_t message[] = "hello world"; // 通过USART1发送数据 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)message, sizeof(message), 100);
设置私有协议示例
USART传输的数据是字节流，所以不带有协议，这里可以自己设计一个私有协议（一般情况）
设置协议头（帧头）
协议头的长度不限，一般长度为1或2个字节。
例如0x55 0x32
设置数据传输格式
方法一
可以设置数据结束标志位来判断消息是否结束
帧头标志位 数据 结束标识符(0x00) 示例：0x55 0x32 0xFA 0x44 0x00
这里中间的0xFA 0x44是接收数据，用于处理
方法二
可以设置数据长度来判断消息是否接受完成
帧头标志位 长度 数据 示例：0x55 0x32 0x02 0xFA 0x44
这里中间的0xFA 0x44是接收数据，0x02是表示有2个数据
单纯接收字符串示例
UART回调函数
在数据结尾必须带上\r\n
uint8_t USART1_RxBuffer[1]; //recv buffer
uint16_t USART1_RX_STA = 0; //recv state
uint8_t USART1_RX_BUF[200]; //recv content
uint8_t USART2_RxBuffer[1]; //recv buffer
uint16_t USART2_RX_STA = 0; //recv state
uint8_t USART2_RX_BUF[200]; //recv content
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
//usart1 -> PA9 TX | PA10 RX
if(huart->Instance==USART1)
{
if((USART1_RX_STA&0x8000)==0)
{
if(USART1_RX_STA&0x4000)
{
if(USART1_RxBuffer[0]!=0x0a)USART1_RX_STA=0;
else USART1_RX_STA|=0x8000;
}
else
{
if(USART1_RxBuffer[0]==0x0d)USART1_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA&0X3FFF]=USART1_RxBuffer[0] ;
USART1_RX_STA++;
if(USART1_RX_STA>(200-1))USART1_RX_STA=0;
}
}
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)USART1_RxBuffer, 1);
}
//usart2 -> PA2 TX | PA3 RX
if(huart->Instance==USART2)
{
if((USART2_RX_STA&0x8000)==0)
{
if(USART2_RX_STA&0x4000)
{
if(USART2_RxBuffer[0]!=0x0a)USART2_RX_STA=0;
else USART2_RX_STA|=0x8000;
}
else
{
if(USART2_RxBuffer[0]==0x0d)USART2_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART2_RX_BUF[USART1_RX_STA&0X3FFF]=USART2_RxBuffer[0] ;
USART2_RX_STA++;
if(USART2_RX_STA>(200-1))USART2_RX_STA=0;
}
}
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)USART2_RxBuffer, 1);
}
}
UART接收完成检测
// 当字符串接收完成时，执行此函数，可以判断并回调
void Usart_CheckRecvFinish(void (*callback)(uint16_t, uint8_t), uint8_t isBlock, uint16_t *USART_RX_STA, uint8_t id)
{
do
{
if (*USART_RX_STA & 0x8000)
{
callback(*USART_RX_STA & 0x3fff, id);
*USART_RX_STA = 0;
}
} while (isBlock);
}
电赛E题代码
2023年OpenMV + STM32解决方案（国一）
2024年省一源码
