單片機串口丟數(shù)據(jù)的常見原因

UART:UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器，即我們通常說的串口。串口是工程師最常用的一種串行外設(shè)，但在實際應(yīng)用中還是會經(jīng)常遇到各種問題。比如：丟失一字節(jié)數(shù)據(jù)。今天我們就結(jié)合STM32來講講UART相關(guān)內(nèi)容，以及容易丟失一字節(jié)數(shù)據(jù)的問題。UART幾個標志位這里重點說一下UART狀態(tài)寄存器中的幾個標志位：TXE、TC、RXNE、ORE。

這幾個標志位在編程中經(jīng)常使用，數(shù)據(jù)丟失有可能就是對它們操作不當而導(dǎo)致出錯。

TXE：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空(Transmitdataregisterempty)0：數(shù)據(jù)未傳輸?shù)揭莆患拇嫫?：數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭莆患拇嫫?/p>

TC：發(fā)送完成(Transmissioncomplete)0：傳送未完成1：傳送已完成

RXNE：讀取數(shù)據(jù)寄存器不為空(Readdataregisternotempty)0：未接收到數(shù)據(jù)1：已準備好讀取接收到的數(shù)據(jù)

ORE：上溢錯誤(Overrunerror)0：無上溢錯誤1：檢測到上溢錯誤UART通信接口UART常見通信接口有：TTL、RS232、RS485。在編程時需要考慮通信接口方式，在長距離通信的時候，需要考慮線路上的延時，如果操作不當也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。1.TTLTTL比較簡單，就是直接連接UART的Tx和Rx引腳，不需要外部轉(zhuǎn)換。如圖：

注意：Tx和Rx引腳需要交叉連接。

2.RS232RS-232標準接口是常用的串行通信接口標準之一,規(guī)定邏輯“1”的電平為-5V~-15V，邏輯“0”的電平為+5V～+15V。選用該電氣標準的目的在于提高抗干擾能力，增大通信距離。3.RS485RS485一般采用兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓撲結(jié)構(gòu)，在同一總線上可以掛接多個節(jié)點。在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線；反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配（一般為120Ω）的RS485專用電纜；而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜。UART接收丟失數(shù)據(jù)UART接收丟失數(shù)據(jù)與軟件和硬件都有可能有關(guān)系，下面說幾個常見丟失數(shù)據(jù)的原因及解決辦法。

1.接收溢出丟失數(shù)據(jù)指未及時取走數(shù)據(jù)導(dǎo)致溢出錯誤而丟失數(shù)據(jù)，通常是發(fā)生在大量數(shù)據(jù)、以查詢方式接收數(shù)據(jù)的情況下。在MCU啟動過程中、接收數(shù)據(jù)過多處理不及時、復(fù)雜系統(tǒng)響應(yīng)不及時等情況都會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。解決辦法：及時清除溢出錯誤標志利用通信協(xié)議過濾因數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的問題

2.接收中斷丟失數(shù)據(jù)使用UART中斷接收數(shù)據(jù)相比查詢接收數(shù)據(jù)的方式更常見，中斷方式比查詢方式響應(yīng)更及時，但不合理處理同樣也會存在數(shù)據(jù)丟失的情況。

在數(shù)據(jù)量大時，UART接收中斷函數(shù)耗時、優(yōu)先級低等情況下容易丟失數(shù)據(jù)。

解決辦法：中斷函數(shù)里減少不必要的耗時合理分配中斷優(yōu)先級使能中斷前清除標志位

3.時鐘誤差導(dǎo)致丟失數(shù)據(jù)

在通信波特率較高的情況下，如果時鐘誤差加大，很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

解決辦法：使用更高精度晶振降低通信波特率UART發(fā)送丟失數(shù)據(jù)UART發(fā)送丟失數(shù)據(jù)很多工程師都遇到過，通常情況下是傳輸未完成的原因。HAL庫已經(jīng)有幾年了，但還是有很多工程師都使用標準外設(shè)庫，這時如果自己封裝接口不當，就會存在發(fā)送最后一字節(jié)數(shù)據(jù)丟失的問題。

1.UART傳輸未完成導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失如下代碼，只考慮非空，但實際傳輸并未完成。voidUART_SendByte(uint8_tData){while(RESET

==

USART_GetFlagStatus(USART1,

USART_FLAG_TXE));USART_SendData(USART1,Data);}但發(fā)送非空不代表發(fā)送完成，雖然在某些場合更高效，但某些場合就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。比如：使用此函數(shù)發(fā)送之后進入休眠、關(guān)閉接收端設(shè)備電源等情況下。解決辦法：等待發(fā)送完成：voidUART_SendByte(uint8_tData){while(RESET

==

USART_GetFlagStatus(USART1,

USART_FLAG_TXE));USART_SendData(USART1,Data);while(RESET==USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC));}如果使用標準外設(shè)庫，要根據(jù)實際情況封裝函數(shù)，比如發(fā)送超時。

或者使用HAL封裝的接口，代碼包含判斷傳輸完成：HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout)2.線路延時導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失UART通常會使用232或者485以增加傳輸距離和增強干擾。但是一旦數(shù)據(jù)線路太長就存在傳輸延時的情況，特別是485傳輸長距離，并使用MCU控制傳輸方向的情況下。

解決辦法：軟件增加延時處理使用通信協(xié)議增加應(yīng)答機制3.其