说起通信，首先想到的肯定是串口，日常中232和485的使用比比皆是，数据的发送、接收是串口通信最基础的内容。这篇文章主要讨论串口接收数据的断帧操作。

空闲中断断帧

一些mcu（如：stm32f103）在出厂时就已经在串口中封装好了一种中断——空闲帧中断，用户可以通过获取该中断标志位来判断数据是否接收完成，终端标志在中断服务函数中获取，使用起来相对简单。

STM32串口空闲中断接收不定长数据（DMA方式）

(相关资料图)

voidUART4_IRQHandler(void){uint8_tdata=0;data=data;if(USART_GetITStatus(LoraUSARTx,USART_IT_RXNE)==SET){USART_ClearITPendingBit(LoraUSARTx,USART_IT_RXNE);if(Lora_RecvData.Rx_over==0)Lora_RecvData.RxBuf[Lora_RecvData.Rx_count++]=LoraUSARTx->DR;}if(USART_GetITStatus(LoraUSARTx,USART_IT_IDLE)==SET){data=LoraUSARTx->SR;data=LoraUSARTx->DR;Lora_RecvData.Rx_over=1;//接收完成}}

例程中，当接收完成标志Lora_RecvData.Rx_over为1时，就可以获取uart4接收到的一帧数据，该数据存放在Lora_RecvData.RxBuf中。

超时断帧

空闲帧中断的使用固然方便，但是并不是每个mcu都有这种中断存在（只有个别高端mcu才有），那么这个时候就可以考虑使用超时断帧了。

Modbus协议中规定一帧数据的结束标志为3.5个字符时长，那么同样的可以把这种断帧方式类比到串口的接收上，这种方法需要搭配定时器使用，其作用原理就是：串口进一次接收中断，就打开定时器超时中断，同时装载值清零（具体的装载值可以自行定义），只要触发了定时器的超时中断，说明在用户规定的时间间隔内串口接收中断里没有新的数据进来，可以认为数据接收完成。

uint16_tTime3_CntValue=0;//计数器初值/********************************************************************************TIM3中断服务函数******************************************************************************/voidTim3_IRQHandler(void){if(TRUE==Tim3_GetIntFlag(Tim3UevIrq)){Tim3_M0_Stop();//关闭定时器3Uart0_Rec_Count=0;//接收计数清零Uart0_Rec_Flag=1;//接收完成标志Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);//清除定时器中断}}voidTime3_Init(uint16_tFrame_Spacing){uint16_tu16ArrValue;//自动重载值uint32_tu32PclkValue;//PCLK频率stc_tim3_mode0_cfg_tstcTim3BaseCfg;//结构体初始化清零DDL_ZERO_STRUCT(stcTim3BaseCfg);Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralTim3,TRUE);//BaseTimer外设时钟使能stcTim3BaseCfg.enWorkMode=Tim3WorkMode0;//定时器模式stcTim3BaseCfg.enCT=Tim3Timer;//定时器功能，计数时钟为内部PCLKstcTim3BaseCfg.enPRS=Tim3PCLKDiv1;//不分频stcTim3BaseCfg.enCntMode=Tim316bitArrMode;//自动重载16位计数器/定时器stcTim3BaseCfg.bEnTog=FALSE;stcTim3BaseCfg.bEnGate=FALSE;stcTim3BaseCfg.enGateP=Tim3GatePositive;Tim3_Mode0_Init(&stcTim3BaseCfg);//TIM3的模式0功能初始化u32PclkValue=Sysctrl_GetPClkFreq();//获取Pclk的值//u16ArrValue=65535-(u32PclkValue/1000);//1ms测试u16ArrValue=65536-(uint16_t)((float)(Frame_Spacing*10)/RS485_BAUDRATE*u32PclkValue);//根据帧间隔计算超时时间Time3_CntValue=u16ArrValue;//计数初值Tim3_M0_ARRSet(u16ArrValue);//设置重载值Tim3_M0_Cnt16Set(u16ArrValue);//设置计数初值Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);//清中断标志Tim3_Mode0_EnableIrq();//使能TIM3中断(模式0时只有一个中断)EnableNvic(TIM3_IRQn,IrqLevel3,TRUE);//TIM3开中断}/**************************此处省略串口初始化部分************************///串口0中断服务函数voidUart0_IRQHandler(void){uint8_trec_data=0;if(Uart_GetStatus(M0P_UART0,UartRC)){Uart_ClrStatus(M0P_UART0,UartRC);rec_data=Uart_ReceiveData(M0P_UART0);if(Uart0_Rec_Count

例程所用的是华大的hc32l130系列mcu，其它类型的mcu也可以参考这种写法。其中超时时间的计算尤其要注意数据类型的问题，u16ArrValue = 65536 - (uint16_t)((float)(Frame_Spacing * 10)/RS485_BAUDRATE * u32PclkValue);其中Frame_Spacing为用户设置的字符个数，uart模式为一个“1+8+1”共10bits。

状态机断帧

状态机，状态机，又是状态机，没办法！谁让它使用起来方便呢？其实这种方法我用的也不多，但是状态机的思想还是要有的，很多逻辑用状态机梳理起来会更加的清晰。

相对于超时断帧，状态机断帧的方法节约了一个定时器资源，一般的mcu外设资源是足够的，但是做一些资源冗余也未尝不是一件好事，万一呢？对吧。

嵌入式软件架构设计-状态机

//状态机断帧voidUART_IRQHandler(void)//作为485的接收中断{uint8_tcount=0;unsignedcharlRecDat=0;if(/*触发接收中断标志*/){//清中断状态位rec_timeout=5;if((count==0))//接收数据头，长度可以自定义{RUart0485_DataC[count++]=/*串口接收到的数据*/;gRecStartFlag=1;return;}if(gRecStartFlag==1){RUart0485_DataC[count++]=/*串口接收到的数据*/;if(count>MAXLEN)//一帧数据接收完成{count=0;gRecStartFlag=0;if(RUart0485_DataC[MAXLEN]==CRC16(RUart0485_DataC,MAXLEN)){memcpy(&gRecFinshData,RUart0485_DataC,13);gRcvFlag=1;//接收完成标志位}}}return;}return;}

这种做法适合用在一直有数据接收的场合，每次接收完一帧有效数据后就把数据放到缓冲区中去解析，同时还不影响下一帧数据的接收。整个接收状态分为两个状态——接收数据头和接收数据块，如果一帧数据存在多个部分的话还可以在此基础上再增加几种状态，这样不仅可以提高数据接收的实时性，还能够随时看到数据接收到哪一部分，还是比较实用的。

"状态机+FIFO"断帧

记得刚毕业面试的时候，面试官还问过我一个问题：如果串口有大量数据要接收，同时又没有空闲帧中断你会怎么做？

没错，就是FIFO（当时并没有回答上来，因为没用过），说白了就是开辟一个缓冲区，每次接收到的数据都放到这个缓冲区里，同时记录数据在缓冲区中的位置，当数据到达要求的长度的时候再把数据取出来，然后放到状态机中去解析。当然FIFO的使用场合有很多，很多数据处理都可以用FIFO去做，有兴趣的可以多去了解一下。

/********************串口初始化省略，华大mcuhc32l130******************/voidUart1_IRQHandler(void){uint8_tdata;if(Uart_GetStatus(M0P_UART1,UartRC))//UART0数据接收{Uart_ClrStatus(M0P_UART1,UartRC);//清中断状态位data=Uart_ReceiveData(M0P_UART1);//接收数据字节comFIFO(&data,1);}}/******************************FIFO*******************************/volatileuint8_tfifodata[FIFOLEN],fifoempty,fifofull;volatileuint8_tuart_datatemp=0;uint8_tcomFIFO(uint8_t*data,uint8_tcmd){staticuint8_trpos=0;//当前写的位置position0--99staticuint8_twpos=0;//当前读的位置if(cmd==0)//写数据{if(fifoempty!=0)//1表示有数据不为空，0表示空{*data=fifodata[rpos];fifofull=0;rpos++;if(rpos==FIFOLEN)rpos=0;if(rpos==wpos)fifoempty=0;return0x01;}elsereturn0x00;}elseif(cmd==1)//读数据{if(fifofull==0){fifodata[wpos]=*data;fifoempty=1;wpos++;if(wpos==FIFOLEN)wpos=0;if(wpos==rpos)fifofull=1;return0x01;}elsereturn0x00;}return0x02;}/********************************状态机处理*******************************/voidLoopFor485ReadCom(void){uint8_tdata;while(comFIFO(&data,0)==0x01){if(rEadFlag==SAVE_HEADER_STATUS)//读取头{if(data==Header_H){buffread[0]=data;continue;}if(data==Header_L){buffread[1]=data;if(buffread[0]==Header_H){rEadFlag=SAVE_DATA_STATUS;}}else{memset(buffread,0,Length_Data);}}elseif(rEadFlag==SAVE_DATA_STATUS)//读取数据{buffread[i485+2]=data;i485++;if(i485==(Length_Data-2))//数据帧除去头{unsignedshortcrc16=CRC16_MODBUS(buffread,Length_Data-2);if((buffread[Length_Data-2]==(crc16>>8))&&(buffread[Length_Data-1]==(crc16&0xff))){rEadFlag=SAVE_OVER_STATUS;memcpy(&cmddata,buffread,Length_Data);//拷贝Length_Struct个字节，完整的结构体}else{rEadFlag=SAVE_HEADER_STATUS;}memset(buffread,0,Length_Data);i485=0;break;}}}}

好了，就这些吧，如果有没有注意到的地方，欢迎各位看官给出宝贵意见，相互学习，共同进步！

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