STM32F103（二十五）完美解决USART发送接收floatu16u32数据
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32F103（二十五）完美解决USART发送接收floatu16u32数据相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
学习板：STM32F103ZET6
参考：
STM32F103（二十三）通用同步异步收发器(USART)
USART发送、接收float、u16、u32数据
前言
前面两篇博客总结了USART、485通信，这两篇都是用USART直接进行u8数据的传送和接收。心里的完美主义又在作怪，想写一下怎么处理u16、u32、float型数据传输。
这个代码差不多一个小时写完，但是…花了整整一天的时间去调试。后来发现不是算法思想错误，程序中的一点点小问题可能会导致通信不成功。发送数据还好，直接发送就行；麻烦的是接收数据，接收数据以及接收到后数据转换的每一个环节都要一步步去调试。
本博的代码会直接以资源的方式上传，代码下载下就可以使用。接下来讲一下代码思想。分为带字符‘a’的和不带字符‘a’的，加入这个字符‘a’就是防止持续发送信号是，接收端数据串位。
加入字符‘a’的版本可以持续不断的发送接收信号。
未加入字符‘a’的版本在发送一个u16、u32、float数据后，需要给个延时，防止接收端数据串位，导致数据乱七八糟的。
这里留个空，资源正在审核，通过后加个链接
一、注意事项
（1）为了方便调试代码，我使用的USART2写的代码，用USART1串口打印来调试。
（2）调试代码时，分别用F1发信号、F4收信号；F4发信号、F1收信号。对每个函数都进行了测试。
（3）连线问题，F1的TX（PA2）接F4的RX（PA3）、F1的RX（PA3）接F4的TX（PA2）
（4）注意两块板子通信时，一定要共地！！！两块板子除了TX、RX连接外，GND引脚也需要连接！两块板子互相连接的GND是给芯片供电的GND，对于四层板，应该都是打孔连接负片，所以两板子的任意GND引脚飞线连接即可。
（5）发送和接收U8数据的函数前面两篇博客总结过了，也有源代码。本博的U8数据主要服务于u16、u32、float型数据传输，没有写专门的u8数据传输的代码。
二、代码讲解
1、所有函数的合影
先看一下所有函数，定义在usart1.h头文件中：
#ifndef _USART_
#define _USART_
#include "stm32f10x.h"
void Myusart2_Init(u32 baud);//串口2初始化
void USART2_Send_One_U8_Data(u8 data);//串口2发送一个u8数据
void USART2_Send_Len_U8_data(u8 *,u16 );//串口2发送一长串u8数据
void USART2_Receive_U8_data(u8 len);//串口2接收u8数据，参数为接收len个u8数据
void U16_To_U8(u16);//u16转u8数据
void U32_To_U8(u32);//u32位数转u8数据
void Float_To_U8(float);//float数据转u8数据
u16 U8_To_U16(u8 *);//u8数据转u16数据
u32 U8_To_U32(u8 *);//u8数据转u32数据
float U8_To_float(u8 *);//u8数据转float
void USART2_Send_One_U16_Data(u16);//串口2发送一个u16数据
u16 USART2_Receive_One_U16_Data(void);//串口2接收一个u16数据
void USART2_Send_One_U32_Data(u32);//串口2发送一个u32数据
u32 USART2_Receive_One_U32_Data(void);//串口2接收一个u32数据
void USART2_Send_One_Float_Data(float);//串口2发送一个u32数据
float USART2_Receive_One_Float_Data(void);//串口2接收一个u32数据
#endif
2、三个基础函数
首先讲解下面的三个基础函数：
void USART2_Send_One_U8_Data(u8 data);//串口2发送一个u8数据
void USART2_Send_Len_U8_data(u8 *,u16 );//串口2发送一长串u8数据
void USART2_Receive_U8_data(u8 len);//串口2接收u8数据，参数为接收len个u8数据
发送一个u8数据，只需等待上一次发送完成后发送本次数据即可：
void USART2_Send_One_U8_Data(u8 data)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET);//等待上一次数据发送完成
//delay_ms(10);//给对方一个处理数据的时间（经调试，没必要）
USART_SendData(USART2,data);
}
发送一串u8数据，先将u8数据存入一个u8数组，然后传递过来即可，参数len为需要传递的数量。
void USART2_Send_Len_U8_data(u8 data[],u16 len)
{
u16 t=0;
for(t=0;t<len;t++)
USART2_Send_One_U8_Data(data[t]);
}
接收u8数据还是沿用了上一篇博客STM32F103（二十四）一篇博客精通《485通信》的思想，在函数中只使能接收中断，接收数据在中断服务函数中处理。中断服务函数代码后面着重讲解：(注意优先级，别和其他地方的优先级一样了)
void USART2_Receive_U8_data(u8 len)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NUM=0;
USART2_Receive_Num=len;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1; //抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);
}
3、思想（数据转换与发送）
（1）u16数据转换与发送
发送u16数据时，将16位数转为2个8位数，即一个u16数据转换两个u8数据，分别储存在u8类型数组的0位和1位，发送时，传递这个全局的数组即可。
void U16_To_U8(u16 data) //结果存入arr1[2]数组
{
arr1[0]=(u8)((data>>8)&0xff);//u16的高8位存入arr1[0]
arr1[1]=(u8)(data&0xff);//u16的低8位存入arr1[1]
}
重点说一下：
因为u16、u32、float类型数据由多个u8数据组成，如果不做特殊处理，不能判断接收的数据那一次是高位。如发送端一直发送u16的数据，而接收端每接收2个u8数据，才能转换为u16数据；但是问题就出在这里：如果先传送u16数据的高8位，但是接收端没有接收到，传送u16的低8位却接收到了，那么不做处理的话，这次接收到的低8位会被当做高八位，把下一个u16数据的高8位当做这次数据的低八位，新组成的数会出错，同时会导致连锁反应，后面接收的数据全部“串位”。经调试，发送数据时给个延时（2ms~20ms）基本不会出现串位的情况，所以关于字符‘a’的代码可以去掉，去掉后的代码也会放在资源里。
所以我发送一个非U8数据时，都会先发送一个字符“a”，接收端接收到“a”后，后面的数才是真正的数据。虽然通信速率降低了，但是准确性却提高了。当然字符‘a’=（u8）97=（u16）97=（u32）97，所以如果传输的数据中有数据是97，会出错，可以把‘a’改为其他字符。
代码：
void USART2_Send_One_U16_Data(u16 data)
{
U16_To_U8(data);//此时arr1[0]和arr1[1]分别储存data数据的高8位和低八位
USART2_Send_One_U8_Data('a');
USART2_Send_Len_U8_data(arr1,2);//传递arr1数组，长度为2
}
（2）u32数据转换与发送
u32数据可以转换为4个u8数据，分别储存在全局数组的0~4位中，发送时传递这个数组即可：
void U32_To_U8(u32 data)//结果存入arr2[4]数组
{
arr2[0]=(u8)((data>>24)&0xff);//u32的位31:24存入arr2[0]
arr2[1]=(u8)((data>>16)&0xff);//u32的位23:16存入arr2[1]
arr2[2]=(u8)((data>>8)&0xff);//u32的位15:8存入arr2[2]
arr2[3]=(u8)(data&0xff);//u32的位7:0存入arr2[3]
}
发送数据：
void USART2_Send_One_U32_Data(u32 data)
{
U32_To_U8(data);//此时arr2[4]数组储存u32 data的每一位，arr2[0]储存的是高8位
USART2_Send_One_U8_Data('a');
USART2_Send_Len_U8_data(arr2,4);//传递arr2数组，长度为4
}
（3）float数据转换与接收
float数据转换比较麻烦，所以我直接把它乘1000000再强制转为u32，按照u32数据发送和接收，接收到后再除以1000000即可，就算有误差，也在0.000001，而计算机默认处理小数点后6位，所以这个误差完全不算误差。
void Float_To_U8(float data)//转为u32，传过去后再除1000000
{
u32 temp=(u32)(data*1000000);//float型扩大到U32
arr3[0]=(u8)((temp>>24)&0xff);//u32的位31:24存入arr3[0]
arr3[1]=(u8)((temp>>16)&0xff);//u32的位23:16存入arr3[1]
arr3[2]=(u8)((temp>>8)&0xff);//u32的位15:8存入arr3[2]
arr3[3]=(u8)(temp&0xff);//u32的位7:0存入arr3[3]
}
发送数据还是按照u32数据发送：
void USART2_Send_One_Float_Data(float data)
{
Float_To_U8(data);//此时arr3[4]储存float变为u32数据的每一位，arr3[0]储存高8位
USART2_Send_One_U8_Data('a');
USART2_Send_Len_U8_data(arr3,4);//传递arr3数组，长度为4
}
4、思想（数据接收与转换）
程序中定义了以下全局变量：
u8 buffer[20];//接收的数据存储在这个数组
u8 USART2_Receive_Num;//储存需要接收的数据个数
u8 NUM; //统计现在接收到几个数据
u8 arr1[2];//储存一个u16数的高8位和低八位
u8 arr2[4];//储存一个u32数的每8位
u8 arr3[4];//存储float型变为u32后的每8位
u8 flag=0;//标记传输哪种类型的数据
//flag=1 传递u8数据
//flag=2 传递的是u16数据
//flag=3 传递的是u32数据（与float数据共用）
①buffer[]储存接收到的数据，其中buffer[0]储存接收到的字符‘a’，buffer[1]…开始顺序储存接下来接收到的u8数，例如要接收一个u16数据，buffer[0]=‘a’；buffer[1]=高8位；buffer[2]=低8位。下一次传输会重新覆盖buffer[]数组前几位
②arr1、arr2、arr3数组存储的是发送数据的转换结果
③flag为标记，用来标记是传递接收哪种类型数据
（1）u16数据接收与转换
接收函数主要是使能串口读中断、等待接收完成、清除变量状态：
u16 USART2_Receive_One_U16_Data(void)
{
flag=2;//传递u16数
USART2_Receive_U8_data(2);//接收的数据存储在buffer[]数组中，其中buffer[0]储存高8位
while(NUM<3)//完成2次接收（8位）后，前者=2，后者=3 USART2_Receive_Num>=NUM
{
//等待2个u8数据接收结束
}
flag=0;
NUM=0;
USART2_Receive_Num=0;
buffer[0]=0;
return U8_To_U16(buffer);
}
重新写一下上面代码的USART2_Receive_U8_data(2);：
void USART2_Receive_U8_data(u8 len)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NUM=0;
USART2_Receive_Num=len;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1; //抢占优先级 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级 3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);
}
所以这个函数进来后，先将flag标记设为2，表示传递的是u16数，再设置NVIC优先级、使能读中断，然后等待数据接收完毕。等待过程中，如果收到数据，在中断服务函数中会储存数据。读取完成后清除状态，同时将buffer[0]为的字符‘a’清掉，便于下一次接收判断（可不带字符）。完成后将接收到两个u8数据转换为u16数据返回即可。
先看一下中断服务函数：
void USART2_IRQHandler(void)
{
u8 temp;
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收到数据
{
temp=USART_ReceiveData(USART2);
if(temp=='a')//相当于自定义一个开始符
{
buffer[0]='a';
NUM=0;
}
if(flag==2)//接收u16数据
{
if((buffer[0]=='a')&&(NUM==1||NUM==2))
{
buffer[NUM]=temp;
//USART_SendData(USART1,temp);//调试用
if(NUM==2)
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);//接收结束后使读中断失能
}
NUM++;
}
if(flag==3)//接收u32数据、float数据
{
if((buffer[0]=='a')&&(NUM==1||NUM==2||NUM==3||NUM==4))
{
buffer[NUM]=temp;
//USART_SendData(USART1,temp);//调试用
if(NUM==4)
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);//接收结束后使读中断失能
}
NUM++;
}
}
}
当接收到字符‘a’后，下一此传输的数据才能储存在buffer[1]中，防止数据串位。
再看一下数据转换，接收到两个u8 数据后转换为u16数据返回：
u16 U8_To_U16(u8 data[])
{
//buffer[0]储存'a'，buffer[1]储存高八位
u16 temp;
temp=(u16)(data[1]&0xff);
temp<<=8;
temp+=(u16)(data[2]&0xff);
return temp;
}
传递的是中断服务函数中的buffer数组，其中buffer[0]为字符‘a’、buffer[1]为u16的高8位、buffer[2]为u16的低8位。
（2）u32数据接收与转换
u32数据处理与u16类似，不过需要接收4次u8数据才能合成完整的u32数据，直接附代码：
u32 USART2_Receive_One_U32_Data(void)
{
flag=3;//传递u32数
USART2_Receive_U8_data(4);//接收的数据存储在buffer[]数组中，其中buffer[4]储存高8位
while(NUM<5)//完成4次接收（8位）后，USART2_Receive_Num>=NUM 前者=4，后者=5
{
//等待4个u8数据接收结束
}
flag=0;
NUM=0;
USART2_Receive_Num=0;
buffer[0]=0;
return U8_To_U32(buffer);
}
u32 U8_To_U32(u8 data[])
{
u32 temp;
temp=(data[1]<<24);
temp+=(data[2]<<16);
temp+=(data[3]<<8);
temp+=data[4];
return temp;
}
（3）float数据接收与转换
与u32类似，不同的是最后数据转换时，需要除1000000，直接附代码：
float USART2_Receive_One_Float_Data(void)
{
flag=3;//传递u32数
USART2_Receive_U8_data(4);//接收的数据存储在buffer[]数组中，其中buffer[4]储存高8位
while(NUM<5)//完成4次接收（8位）后，USART2_Receive_Num>=NUM 前者=4，后者=5
{
//等待4个u8数据接收结束
}
flag=0;
NUM=0;
USART2_Receive_Num=0;
buffer[0]=0;
return U8_To_float(buffer);
}
float U8_To_float(u8 data[])
{
u32 temp;
temp=U8_To_U32(data);
return (float)temp*1.0/1000000;
}
三、测试（带字符‘a’、F1发送u32、F4接收U32）
1、注意
①F1的USART2（TX PA2）接F4的USART2（RX PA3 ）
②F1的USART2（RX PA3）接F4的USART2（TX PA2 ）
③两块板子GND飞线连接
2、F1完整代码（发送）
usart1.h代码：
#ifndef _USART_
#define _USART_
#include "stm32f10x.h"
void Myusart2_Init(u32 baud);//串口2初始化
void USART2_Send_One_U8_Data(u8 data);//串口2发送一个u8数据
void USART2_Send_Len_U8_data(u8 *,u16 );//串口2发送一长串u8数据
void USART2_Receive_U8_data(u8 len);//串口2接收u8数据，参数为接收len个u8数据
void U16_To_U8(u16);//u16转u8数据
void U32_To_U8(u32);//u32位数转u8数据
void Float_To_U8(float);//float数据转u8数据
u16 U8_To_U16(u8 *);//u8数据转u16数据
u32 U8_To_U32(u8 *);//u8数据转u32数据
float U8_To_float(u8 *);//u8数据转float
void USART2_Send_One_U16_Data(u16);//串口2发送一个u16数据
u16 USART2_Receive_One_U16_Data(void);//串口2接收一个u16数据
void USART2_Send_One_U32_Data(u32);//串口2发送一个u32数据
u32 USART2_Receive_One_U32_Data(void);//串口2接收一个u32数据
void USART2_Send_One_Float_Data(float);//串口2发送一个u32数据
float USART2_Receive_One_Float_Data(void);//串口2接收一个u32数据
#endif
usart1.c代码：
#include "usart1.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
void Myusart2_Init(u32 baud)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //TX
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //RX
USART_InitStructure.USART_BaudRate=baud;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART2,&USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
}
u8 buffer[200];//接收的数据存储在这个数组
u8 USART2_Receive_Num;//储存需要接收的数据个数
u8 NUM; //统计现在接收到几个数据
u8 arr1[2]STM32F103（二十五）完美解决USART发送接收floatu16u32数据
STM32F103（二十三）通用同步异步收发器(USART)
STM32F103（二十三）通用同步异步收发器(USART)