9-4串口收发HEX数据包&串口收发文本数据包

HEX数据包

固定包长，含包头包尾：每个数据包的长度固定不变，前面是包头，后面是包尾
可变包头，含包头包尾：每个数据包的长度可以不一样，前面是包头，后面是包尾

固定包头这里规定，每组4个字节，在这4个字节之前，加上定义的包头0xFF，后面加上定义的包尾0xFE

另外，还可以不要包尾，只使用一个包头FF，接收到包头FF后，开始接收，收够4个字节之后，置标志位，一个数据包接收完成。

如果传输的数据本身就是FF和FE怎么办呢？

限制载荷数据的范围，在发送时进行限幅；
或者使用固定长度的数据包，可以通过包头包尾对其数据，哪个数据是包头，哪个数据是包尾，哪个数据是载荷数据，在接收载荷数据时，不会判断这个数据是否为包头或包尾；
或者增加包头包尾的数量，让它尽量呈现出载荷数据出现不了的状态

如果载荷不会和包头包尾重复，可以选择可变包长

数据长度可以任意改变，因为包头和包尾都是唯一的，出现包头，就接收，出现包尾，就停止接收。

文本数据包

在文本数据包中，数据经过了一次编码和译码，表现出来的文本格式。
由于数据译码成了字符形式，就可以有大量的字符作为包头和包尾，可以有效避免载荷和包头包尾重复的问题。

HEX数据包接收

对于数据包来说，接收具有前后的关联性，包头->数据->包尾，对于这三种状态，需要不同的处理逻辑，即状态机。
对于接收数据，可以定义为三个状态。等待包头，然后接收数据，最后等待包尾，每个状态用一个变量来标志一下。

文本数据包接收

串口收发HEX数据包

Serial.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
 
uint8_t Serial_TxPacket[4];//发数组
uint8_t Serial_RxPacket[4];//收数组
uint8_t Serial_RxFlag;//收到标志位
 
 
 
void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启USART1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启GPIOA的时钟
 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//引脚模式，TX是USART外设控制的输出脚，选择复用推挽输出；RX引脚是USART外设控制的输入脚，选择输入模式，一般RX配置为浮空输入或者上拉输入。
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//RX配置为浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送模式
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位，选择不需要校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长，由于前面没有选择校验，这里选8位
	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
 
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//开启RXNE标志位到NVIC的输出
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
 
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
 
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET );//获取标志位，发送寄存器空标志位，避免产生数据覆盖的问题
 
}
 
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i=0;i<Length;i++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}
 
void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for ( i = 0; String[i] != '\0'; i++ )
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}
 
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}
 
 
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for ( i = 0; i<Length; i++ )
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10,Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}
 
int fputc(int ch, FILE *f)//printf 输出到串口
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}
 
void Serial_Printf(char *format, ... )
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg,format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}
 
void Serial_SendPacket(void)//发送数据包
{
	Serial_SendByte(0xFF);//发送包头
	Serial_SendArray(Serial_TxPacket,4);//发送数据包内容
	Serial_SendByte(0xFE);//发送包尾
}
 
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
	if(Serial_RxFlag == 1)
	{
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;
}
 
void USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;
	static uint8_t PRxPacket = 0;
	if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		//三种状态
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);//获取当前接收到的数据
		if(RxState == 0)
		{
			if(RxData == 0xFF)//接收到包头
			{
				RxState = 1;//进入下一步，开始接收有效载荷
			}
		}
		else if(RxState == 1)
		{
			Serial_RxPacket[PRxPacket] = RxData;//接收一个数据
			PRxPacket++;//存的位置自增
			if(PRxPacket >= 4)//4组数据全部记录完
			{
				RxState = 2;//进入下一步，等待包尾
				PRxPacket = 0;//记录的位置清0，为下一次准备
			}
		}
		else if(RxState == 2)
		{
			if(RxData == 0xFE)//接收到包尾
			{
				RxState = 0;//回到最初状态，一个数据包接收完成
				Serial_RxFlag = 1;//接收完成标志位置1
			}
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
	}
}
 

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "Key.h"
 
uint8_t KeyNum;
 
int main(void)
{
	OLED_Init();
	KEY_Init();
	Serial_Init();
 
	OLED_ShowString(1,1,"TxPacket:");
	OLED_ShowString(3,1,"RxPacket:");
	//给数组一个初值
	Serial_TxPacket[0] = 0x01;
	Serial_TxPacket[1] = 0x02;
	Serial_TxPacket[2] = 0x03;
	Serial_TxPacket[3] = 0x04;
 
	while (1)
	{
 
		KeyNum = Key_GetNum();
		if (KeyNum == 1)//按钮按下
		{
			Serial_TxPacket[0] ++;//发数组的值自增1
			Serial_TxPacket[1] ++;
			Serial_TxPacket[2] ++;
			Serial_TxPacket[3] ++;
			Serial_SendPacket();//发送数组
			OLED_ShowHexNum(2,1,Serial_TxPacket[0],2);//显示发送的数组
			OLED_ShowHexNum(2,4,Serial_TxPacket[1],2);
			OLED_ShowHexNum(2,7,Serial_TxPacket[2],2);
			OLED_ShowHexNum(2,10,Serial_TxPacket[3],2);
		}
		if (Serial_GetRxFlag() == 1)//收到数组
		{
			OLED_ShowHexNum(4,1,Serial_RxPacket[0],2);//显示收到的数组
			OLED_ShowHexNum(4,4,Serial_RxPacket[1],2);
			OLED_ShowHexNum(4,7,Serial_RxPacket[2],2);
			OLED_ShowHexNum(4,10,Serial_RxPacket[3],2);
		}
	}
}
 

串口收发文本数据包

Serial.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
 
char Serial_RxPacket[100];
uint8_t Serial_RxFlag;
 
 
 
void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//开启USART1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启GPIOA的时钟
 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//引脚模式，TX是USART外设控制的输出脚，选择复用推挽输出；RX引脚是USART外设控制的输入脚，选择输入模式，一般RX配置为浮空输入或者上拉输入。
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//RX配置为浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送模式
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位，选择不需要校验
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长，由于前面没有选择校验，这里选8位
	USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
 
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//开启RXNE标志位到NVIC的输出
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
 
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
 
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET );//获取标志位，发送寄存器空标志位，避免产生数据覆盖的问题
 
}
 
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i=0;i<Length;i++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}
 
void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for ( i = 0; String[i] != '\0'; i++ )
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}
 
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X,uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}
 
 
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for ( i = 0; i<Length; i++ )
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10,Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}
 
int fputc(int ch, FILE *f)//printf 输出到串口
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}
 
void Serial_Printf(char *format, ... )
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg,format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}
 
 
 
 
void USART1_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;
	static uint8_t PRxPacket = 0;
	if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		//三种状态
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART1);//获取当前接收到的数据
		if(RxState == 0)
		{
			if(RxData == '@' && Serial_RxFlag == 0)//接收到包头
			{
				RxState = 1;//进入下一步，开始接收有效载荷
				PRxPacket = 0;//计数器清0
			}
		}
		else if(RxState == 1)
		{
			if(RxData == '\r')//先判断接收到的是不是包尾
			{
				RxState = 2;
			}
			else//不是包尾，记录数据
			{
			Serial_RxPacket[PRxPacket] = RxData;//接收一个数据
			PRxPacket++;//存的位置自增
			}
		}
		else if(RxState == 2)
		{
			if(RxData == '\n')//接收到包尾
			{
				RxState = 0;//回到最初状态，一个数据包接收完成
				Serial_RxPacket[PRxPacket] = '\0';
				Serial_RxFlag = 1;//接收完成标志位置1
			}
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
	}
}
 

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "LED.h"
#include <string.h>
 
int main(void)
{
	OLED_Init();
	LED_Init();
	Serial_Init();
 
	OLED_ShowString(1,1,"TxPacket:");
	OLED_ShowString(3,1,"RxPacket:");
 
 
 
	while (1)
	{
		if(Serial_RxFlag==1)
		{
			OLED_ShowString(4,1,"                ");
			OLED_ShowString(4,1,Serial_RxPacket);
 
			if(strcmp(Serial_RxPacket,"LED_ON") == 0)
			{
				LED1_ON();
				Serial_SendString("LED_ON_OK");
				OLED_ShowString(4,1,"                ");
				OLED_ShowString(4,1,"LED_ON_OK");
			}
			else if(strcmp(Serial_RxPacket,"LED_OFF") == 0)
			{
				LED1_OFF();
				Serial_SendString("LED_OFF_OK");
				OLED_ShowString(4,1,"                ");
				OLED_ShowString(4,1,"LED_OFF_OK");
			}
			else
			{
				Serial_SendString("ERROR");
				OLED_ShowString(4,1,"                ");
				OLED_ShowString(4,1,"ERROR");
			}
			Serial_RxFlag = 0;
		}
	}
}