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STM32库函数USART_SendData问题和解决方法

1. 问题及现象

使用USART_SendData()函数非连续发送单个字符是没有问题的;当连续发送字符时(两个字符间没有延时),就会发现发送缓冲区有溢出现象。若发送的数据量很小时,此时串口发送的只是最后一个字符,当发送数据量大时,就会导致发送的数据莫名其妙的丢失。

如:

for(TxCounter = 0;TxCounter < RxCounter; TxCounter++)
USART_SendData(USART1, RxBuffer[TxCounter]);

 

2. 原因

此API函数不完善,函数体内部没有一个判断一个字符是否发送完毕的语句,而是把数据直接放入发送缓冲区,当连续发送数据时,由于发送移位寄存器的速度限制(与通信波特率有关),导致发送缓冲区的数据溢出,老的数据还未及时发送出去,新的数据又把发送缓冲区的老数据覆盖了。

 

3. 解决方法

发送后等待一段时间延迟的方法就不说了,等待时间不确定,此为下下策。提供下面2种方案:

方案1. 在每一个字符发送后检测状态位

USART_SendData(USART1, RxBuffer[TxCounter]);

while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待发送缓冲区空才能发送下一个字符

 

方案2. 修改库函数

修改USART_SendData()函数,在其内部加入发送缓冲区的USART_FLAG_TXE状态检测语句,确保一个字符完全发送出去,才进行下一个字符的发送。

实现方法:每发送一个字符都检测状态寄存器,确保数据已经发送完毕。具体操作步骤如下所示。

修改前的函数定义体

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, u16 Data)

{

/* Check the parameters */

assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));

assert_param(IS_USART_DATA(Data));

/* Transmit Data */

USARTx->DR = (Data & (u16)0x01FF);

}

修改后的函数定义体

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, u16 Data)

{

/* Check the parameters */

assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));

assert_param(IS_USART_DATA(Data));

/* Transmit Data */

USARTx->DR = (Data & (u16)0x01FF);

while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待发送缓冲区空才能发送下一个字符
}

可能有人认为,为什么不预先在库函数中处理这个问题,而把解决方法抛给用户。个人认为ST这么做的原因是:使用发送中断功能。

 

4. TXE和TC标志位详细说明

在USART的发送端有2个寄存器,一个是程序可以看到的USART_DR寄存器(下图中阴影部分的TDR),另一个是程序看不到的移位寄存器(下图中阴影部分Transmit Shift Register)。

对应USART数据发送有两个标志,一个是TXE=发送数据寄存器空,另一个是TC=发送结束;对照下图,当TDR中的数据传送到移位寄存器后,TXE被设置,此时移位寄存器开始向TX信号线按位传输数据,但因为TDR已经变空,程序可以把下一个要发送的字节(操作USART_DR)写入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位发送结束,所有位发送结束时(送出停止位后)硬件会设置TC标志。

另一方面,在刚刚初始化好USART还没有发送任何数据时,也会有TXE标志,因为这时发送数据寄存器是空的。

TXEIE和TCIE的意义很简单,TXEIE允许在TXE标志为'1'时产生中断,而TCIE允许在TC标志为'1'时产生中断。

至于什么时候使用哪个标志,需要根据你的需要自己决定。但我认为TXE允许程序有更充裕的时间填写TDR寄存器,保证发送的数据流不间断。TC可以让程序知道发送结束的确切时间,有利于程序控制外部数据流的时序。

下图是STM32技术参考手册中的一页:

 

参考资料:

[1] STM32库函数void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, u16 Data)的缺陷和解决方法

[2] STM32 USART发送数据时如何使用TXE和TC标志

本文固定链接: http://blog.xieyc.com/stm32-lib-function-usart-send-data-problem-and-solution/ | 小谢的小站

该日志由 xieyc 于2013年03月13日发表在 编程 分类下, 你可以发表评论,并在保留原文地址及作者的情况下引用到你的网站或博客。
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