在對(duì)通訊時(shí)間要求比較高的時(shí)候，就需要自己對(duì)UART的通訊底層直接進(jìn)行操作。我以STM32單片機(jī)為例，講一下比較快速的UART編程方法。——其實(shí)不止是STM32這么處理，我以前使用過(guò)51的單片機(jī)，TI的MSP單片機(jī)，三菱的16位單片機(jī)，都可以采用這種方法。

    基本的處理思路如下：

    1. UART接收的處理方法

        打開(kāi)UART的接收中斷，每收到一個(gè)字節(jié)就放到接收緩沖區(qū)，同時(shí)更新接收指針。當(dāng)連續(xù)100ms沒(méi)有收到接收字符，則認(rèn)為本次幀接收完畢，置位幀接收完成標(biāo)志，由主程序進(jìn)行處理。

    2. UART發(fā)送的處理方法

        將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)放到發(fā)送緩沖區(qū)，設(shè)置發(fā)送長(zhǎng)度。然后發(fā)送第一個(gè)字節(jié)，并打開(kāi)發(fā)送中斷。在發(fā)送中斷中判斷是否已經(jīng)發(fā)送了指定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有發(fā)送完成，則繼續(xù)發(fā)送；發(fā)送完成，則關(guān)閉發(fā)送中斷。

     以上方法，說(shuō)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，主要是容錯(cuò)的處理，以及細(xì)節(jié)的考慮。以下我以STM32單片機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。

    1. 定義需要的變量

uint8_t gcRXDBuffer[50], gcRXDPointer, gcRXDLength;    //接收的緩沖區(qū)、接收指針、接收的幀長(zhǎng)度

uint8_t gcTXDBuffer[50], gcTXDPointer, gcTXDLength;    //發(fā)送的緩沖區(qū)，發(fā)送指針，發(fā)送的長(zhǎng)度

uint8_t gcInRXDMode, gcInTXDMode;                //是否處于接收或發(fā)送的狀態(tài)標(biāo)志，在需要切入低功耗模式，或關(guān)閉其他功能時(shí)需要

    2. 初始化UART寄存器，以LL庫(kù)為例，HAL庫(kù)也可以。其實(shí)這部分功能使用STM32CUBEMX自己生成就行，不用給自己編寫。

/* USART2 init function */

static void MX_USART2_UART_Init(void)

{

  LL_USART_InitTypeDef USART_InitStruct;

  LL_GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  /* Peripheral clock enable */

  LL_APB1_GRP1_EnableClock(LL_APB1_GRP1_PERIPH_USART2);

  /**USART2 GPIO Configuration  

  PA9   ------> USART2_TX

  PA10   ------> USART2_RX 

  */

  GPIO_InitStruct.Pin = LL_GPIO_PIN_9;

  GPIO_InitStruct.Mode = LL_GPIO_MODE_ALTERNATE;

  GPIO_InitStruct.Speed = LL_GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  GPIO_InitStruct.OutputType = LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;

  GPIO_InitStruct.Pull = LL_GPIO_PULL_NO;

  GPIO_InitStruct.Alternate = LL_GPIO_AF_4;

  LL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = LL_GPIO_PIN_10;

  GPIO_InitStruct.Mode = LL_GPIO_MODE_ALTERNATE;

  GPIO_InitStruct.Speed = LL_GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  GPIO_InitStruct.OutputType = LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;

  GPIO_InitStruct.Pull = LL_GPIO_PULL_NO;

  GPIO_InitStruct.Alternate = LL_GPIO_AF_4;

  LL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* USART2 interrupt Init */

  NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 0);

  NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);

  USART_InitStruct.BaudRate = 9600;

  USART_InitStruct.DataWidth = LL_USART_DATAWIDTH_8B;

  USART_InitStruct.StopBits = LL_USART_STOPBITS_1;

  USART_InitStruct.Parity = LL_USART_PARITY_NONE;

  USART_InitStruct.TransferDirection = LL_USART_DIRECTION_TX_RX;

  USART_InitStruct.HardwareFlowControl = LL_USART_HWCONTROL_NONE;

  USART_InitStruct.OverSampling = LL_USART_OVERSAMPLING_16;

  LL_USART_Init(USART2, &USART_InitStruct);

  LL_USART_DisableOverrunDetect(USART2);

  LL_USART_ConfigAsyncMode(USART2);

  LL_USART_Enable(USART2);

}

    3. 自己增加的初始化，初始化變量，并打開(kāi)接收中斷，注意此時(shí)不要打開(kāi)發(fā)送中斷。

/************************************

*不帶流控的USART2函數(shù)****************

*/

void uart2Init(void)

{

gcRXDPointer=0;

gcRXDLength=0;

gcTXDPointer=0;

gcTXDLength=0;

gcInRXDMode=0;

gcInTXDMode=0;

LL_USART_EnableIT_RXNE(USART2);

//LL_USART_EnableIT_TXE(USART2);

}

    4. 以上的初始化就完成了，下面看中斷處理函數(shù)的編程方法。

void USART2_IRQHandler(void)

{

uint8_t ucTemp;

if(LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART2))

{    //如果是接收中斷

gcUartCounter=0;    //全局變量，每次收到一個(gè)自己就清零，到100ms沒(méi)有更新認(rèn)為接收完成。       

ucTemp=LL_USART_ReceiveData8(USART2);

gcRXDBuffer[gcRXDPointer++]=ucTemp;    //接收到的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)

gcInRXDMode=1;                         //當(dāng)前在接收模式

}

else if(LL_USART_IsActiveFlag_TXE(USART2))

{     //如果是發(fā)送中斷

gcTXDPointer++;

if(gcTXDPointer {   //還沒(méi)有發(fā)送完成，繼續(xù)發(fā)送

LL_USART_TransmitData8(USART2, gcTXDBuffer[gcTXDPointer]);

}

else

{    //發(fā)送完成了，復(fù)位發(fā)送的變量

gcTXDLength=0;

gcTXDPointer=0;

LL_USART_DisableIT_TXE(USART2);  //關(guān)閉發(fā)送中斷

gcInTXDMode=0;  //退出發(fā)送模式

delayms(1);     //有流控時(shí)需要延時(shí)關(guān)閉流控，比如RTS，或者485中斷的發(fā)送引腳。

RTS_HIGH();

}

}

}

    5. 在系統(tǒng)的1ms SysTick中斷中，判斷是否100ms沒(méi)有收到數(shù)據(jù)了。

gcUartCounter++;   //這個(gè)變量在接收中斷中不斷清零

if(gcUartCounter>=100)

{   //100ms沒(méi)有收到數(shù)據(jù)了，如果有數(shù)據(jù)，則打包幀

gcUartCounter=100;

gcInRXDMode=0;  //退出接收模式

if(gcRXDPointer>=3)

{  //根據(jù)協(xié)議長(zhǎng)度，3是可以改動(dòng)的。

gcRXDLength=gcRXDPointer;  //將長(zhǎng)度放入gcRXDLength,由主程序處理

gcRXDPointer=0;

}}

    6. 以上程序中，接收數(shù)據(jù)部分就完成了。在主程序，或主業(yè)務(wù)中，判斷gcRXDLength就知道是否有數(shù)據(jù)需要處理。

    7. 在需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候：

/************************************

清空發(fā)送緩沖區(qū)的函數(shù)，需要重新組織發(fā)送時(shí)調(diào)用。*/

void TxdClearBuff(void)

{

gcTXDPointer=0;

gcTXDLength=0;

}

/************************************

如果需要多次組織數(shù)據(jù)，就一次次調(diào)用Push函數(shù)，將發(fā)送數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)。*/

void TxdPushToBuff(uint8_t *buffer, unsigned int length)

{

memcpy(gcTXDBuffer+gcTXDLength, buffer, length);

gcTXDLength+=length;

}

/************************************

組織完數(shù)據(jù)后，調(diào)用TxdSend,進(jìn)行發(fā)送。*/

void TxdSend(void)

{

LL_USART_TransmitData8(USART2, gcTXDBuffer[0]);

gcTXDPointer=0;    

LL_USART_EnableIT_TXE(USART2);   //打開(kāi)發(fā)送中斷。

gcInTXDMode=1;                   //進(jìn)入發(fā)送模式。

}

    以上發(fā)送需要使用3個(gè)函數(shù)，有些復(fù)雜。如果你一次就能將數(shù)據(jù)組織完成，就可以寫簡(jiǎn)單點(diǎn)。

   在對(duì)實(shí)時(shí)處理要求更嚴(yán)格的時(shí)候，會(huì)在接收中斷中直接處理幀頭的判斷（是否是正確的幀頭，不是則接收指針直接清零），并根據(jù)幀長(zhǎng)度字節(jié)，判斷接收是否完成，然后直接調(diào)用通訊處理函數(shù)。這樣的處理方法最快速，但封裝不好，不易維護(hù)。不是必須的時(shí)候，不建議這么使用。