stm32G431RBT6的串口接收与回调问题

Question

专家您好，我遇到这样一个问题，这是我的代码出现问题的两个函数（放到了提问的最下面），这是一个蓝桥杯嵌入式省赛会考的知识点，是检测串口传输数据内容是否正确的一个问题，首先我在回调函数里写了flag，每次接收数据后将tim4的cnt归零，并且把接收到的数据放到一个数组里面。然后我在void Usart_Proc(void)里面写了，当flag生效且tim4的计数大于15次（波特率为9600，系统频率为80MHZ，tim4的PSC为8000-1，所以计数15下大概为1.5ms，大于了传输一个字节的时间）的时候说明数据传输完毕，开始对if的内容进行判断，函数的功能是这样的

遇到的问题是：
问题1：你可以看到，我在回调函数里面写了这样两行代码：

    sprintf(str,"%c\n",rx_buffer);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 50);    //检测数据是否输入正常

这两行代码的意思是串口每接收到一个数据就将其传输出来，我平时需要在串口传输助手里面对其反复调试，这里出现的问题，我如果不开fifo的话，我在串口传输助手里面输入10个字符，程序只能检测出2~3个，而且存储进数组的顺序也经常混乱，于是我试着把这两行代码去掉让回调函数更简洁高效，然后就正常实现功能了，或者我打开fifo模式的情况下加上这两行代码也依然正常。请问这是为什么，是因为不加fifo的情况下，回调函数比较占用时间的时候会导致数据丢失吗？？

问题2：你可以注意到，我的代码里用来判断数据传输完成的方法是人造了一个空闲中断，用TIM计数来实现的，理论上只需要计数11次后数据就传输完毕了，所以我设置的阈值是计数15次。但是我在实际操作过程中，我试着将判断数据是否传输完毕这里的TIM -> CNT > 15这里将15改成10甚至是0，那么按理说理想情况应该是由于人造空闲中断计数不够，导致函数无法判断串口的数据是否传输完毕，我在从串口调试助手里面输入“abc”时，它应该先error两次，然后再success对吧，但实际上测试发现，实际效果是大部分情况直接success，小概率情况会出现仅仅一次error，请问这是什么原因导致的呢？是计数器不够精准的原因，还是串口数据传输的中断优先级比主函数while里的函数void Usart_Proc(void)循环优先级高呢还是while循坏的不够快呢？
真心求问，如果有需要的话我可以提供源代码文件

下面的是我写的两个代码和相关变量声明

//串口显示专用变量
uint8_t str[21];
uint8_t rx_buffer=0;
uint8_t rx_val[10000];
int rx_flag=0;
int count_flag = 0;

void Usart_Proc(void)
{
    
        if(rx_flag == 1 && TIM4->CNT >15)    //判断数据是否传输完毕
        {
                if(rx_val[0] == 'a'&&rx_val[1] == 'b'&&rx_val[2] == 'c')
                {
                    sprintf(str,"success\n");
                    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 50);  //成功
                }
                else 
                {
                    sprintf(str,"error!\n");
                    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 50);  //失败
                }
                rx_flag = 0;
                for(int j = 0;j<=count_flag;j++)     //清空数组
                {
                    rx_val[j] = 0;
                }
                count_flag=0;    
        }
        
}
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    
    TIM4->CNT = 0;                     //计数器归零
    rx_flag=1;                         //flag
    rx_val[count_flag] = rx_buffer;    //数据存入数组中保存
    count_flag++;

    sprintf(str,"%c\n",rx_buffer);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 50);    //检测数据是否输入正常
    
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&rx_buffer,1);
}

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题1： 代码中的sprint和HAL_UART_Transmit函数都是用来将数据通过串口传输出去的，而且都是在HAL_UART_RxCpltCallback回调函数中被调用的。如果不开启fifo模式，当接收到多个字符的时候，HAL_UART_RxCpltCallback回调函数在处理完第一个字符之后就会立刻被调用，而第二个字符则会被覆盖掉，因此在Usart_Proc函数中，只能检测到部分数据被正确传输，而且存储进数组的顺序会混乱。而开启fifo模式后，回调函数中的所有接收到的数据都会暂时存放在一个叫做“接收缓存区”的地方，直到数组全部填满或者超时之后才会触发HAL_UART_RxCpltCallback回调函数，并且所有的接收数据都会依次被传输出去，因此即使不调用sprint和HAL_UART_Transmit函数，在Usart_Proc函数中也能够正确判断所有数据是否传输完成。 问题2： 关于TIM -> CNT > 15的设置，具体数值是根据时钟频率和波特率算出来的，因此一旦修改时钟频率或者波特率，阈值就需要重新计算。如果将阈值降低，那么也就意味着在同样的计数时间内需要传输更多的数据，因此判断数据是否传输完成的准确性会受到影响。如果将阈值设为0，那么相当于没有判断数据是否传输完成，这样会导致程序无法正确判断串口的数据是否传输完毕，因此出现了只有一次error的情况。而实际上，这个问题可能还和程序中HAL_UART_Receive_IT函数使用的位置有关系。如果该函数在while循环内部调用，那么可能由于循环过快，导致串口接收数据的中断响应不够及时，从而影响了程序的正常运行。 下面是一份可能更优化的代码： #define BUF_SIZE 100 uint8_t rx_buffer; uint8_t rx_val[BUF_SIZE]; int count_flag = 0; int rx_flag = 0; void Usart_Proc(void) {

if(rx_flag == 1) {
    rx_flag = 0;
    if(strncmp(rx_val, "abc", 3) == 0) { // 判断接收数据是否为"abc"
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"success\n", 8, 50);
    } else {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"error!\n", 7, 50);
    }
    memset(rx_val, 0, sizeof(rx_val)); // 将接收缓存区清空
    count_flag = 0;
}

} void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(count_flag < BUF_SIZE) { rx_val[count_flag++] = rx_buffer; // 将接收到的数据存入接收缓存区 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_buffer, 1); // 开启下一次接收中断 if(count_flag == BUF_SIZE) { rx_flag = 1; // 接收缓存区已满，标记数据已接收完成 } } } int main() { // 初始化串口和计时器 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_buffer, 1); HAL_TIM_Base_Start(&htim4); HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4); while(1) { Usart_Proc(); } return 0; } 这份代码有以下几个修改点： 1. 将接收缓存区的大小设置为BUF_SIZE，并在接收到数据后依次将数据存放在缓存区中。当缓存区已满时，标记数据已经接收完成，从而避免了判断数据是否接收完成的操作。接收到数据后，直接将其存入缓存区，不再对其进行打印输出等操作，从而保证代码的性能。 2. 将判断数据是否接收完成的操作移动到Usart_Proc函数中，每次接收到数据后都会进行判断。如果接收到的数据符合要求，就通过HAL_UART_Transmit函数向外输出"success"；如果接收到的数据不符合要求，就通过HAL_UART_Transmit函数向外输出"error!"。 3. 在HAL_UART_RxCpltCallback回调函数中，每次接收到数据后会开启下一次接收中断。当接收缓存区已经满了以后，就标记数据已经接收完成，并不再接收下一次数据。由于标记数据是否接收完成的操作在Usart_Proc函数中进行，因此不需要单独设置阈值来判断数据是否接收完成。 总之，优化代码需要根据具体情况具体分析，结合实际应用场景来进行优化，不断调整和改进，才能使代码更加高效、稳定和可维护。