代码收藏家技术教程 2023-07-26

串口助手发送正数/负数的方法及展示

1. 实验目的

1.串口助手发送一个数（发送的形式是ascii码），最后除以100展示这个数，如发送一个-29987，最后要展示出-299.87。
2.串口助手发送一个数（发送的形式是16进制），最后除以100展示这个数，如发送一个-3，最后要展示出-0.03。
其中串口是USART1，其端口是GPIOA，引脚是PIN9、PIN10，一个用来收数据，一个用来发收据。

2. 实验流程

初始化串口；
编写数据转换函数函数；
编写接收数据中断函数和空闲中断函数。

2.1 初始化串口

//配置中断函数，这个函数下面有调用
 void EXTI_NVIC_Config(void){
	//NVIC初始化结构体
	NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStruct;
	//设置中断优先级的分组
	//就是设置主抢占优先级和子抢占优先级各是几，这里是分组为1，代表主优先级可以是0和1（就是1个位来设置主优先级），子优先级是0-7，是2的3次方
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	//配置USART为中断源
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	//配置抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	//配置子优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	//使能中断
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
//串口初始化函数
void USART_Config(void){
	//1.初始化GPIO(PA9(接串口1的TX引脚),这里是PA10(接串口1的RX引脚))
	//初始化结构体 GPIO_InitStruct
	//里面是GPIO的速度，上下拉，输出类型等
	 GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
	//USART结构体
	 USART_InitTypeDef   USART_InitStruct;
	//打开GPIOA时钟（一般开时钟要放到前面的位置，然后再是设置上拉，输出这些）
	 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);  //使能时钟必须放到前面，不然后面的操作不会使灯点亮
	//打开USART1时钟
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
	//复位串口1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9,  GPIO_AF_USART1); //PA9 复用为 USART1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1); //PA10 复用为 USART1
	//驱动是哪个引脚  PA9/PA10
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
	//模式是复用功能
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	//输出的速度
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	//推挽复用输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	//上拉
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
	//变量获取它的指针，取地址就行（&）
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	//2.初始化串口
	//使能串口时钟 （放在最上面了）
	//配置波特率
	USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;  //设置波特率115200
	//配置针数据字长
	USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长为8位数据格式
	//配置停止位
	USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;     //设置为一个停止位
	//配置校验位
	USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;     //无奇偶校验位
	//配置硬件流控制
	USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //不使用硬件流控制
	//配置工作模式
	USART_InitStruct.USART_Mode =  USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;  //收发模式
	//完成串口的初始化配置
	USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
	//串口中断优先级配置(初始化)
	EXTI_NVIC_Config();
	//使能串口接收中断（中断配置函数）  这是使能哪种中断，比如在接收到数据的时候（RXNE 读数据寄存器非空），我们要产生中断
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);  //生成串口中断   接收到数据就产生了中断
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);	// 开启空闲中断
	//使能串口（串口使能函数）
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}

2.2 编写数据转换函数函数

在写转换函数之前，先要看这个ASCII码中的0123456789对应的是什么。在空闲中断里面打印接收到的数据，下面是部分代码，详细代码参见2.3。

   for(i = 0;i < 10; i++){
		 printf("value_10 = %x\n",rx_buff[i]);
   }
	memset(rx_buff,0,sizeof(rx_buff));   //清空数组
	rx_cnt = 0;                          //数组指针置0

得到结果如下图所示：

所以我们通过判断接收过来的字节，判断这个值是哪个数字。

先找规律,这里是假设发送的数字是-29987，函数中传入的值一个是数组，一个是数组的总索引值，这里取到的字节首先要减去0X30，得到这个数字是几，然后再乘以10的几次方，2在万位上，需要乘以10000，它的索引值对应的是1，传来的索引总数是6，所以乘的10次方应该是：10的次方数 = 6(总索引值) – 1(2所在的索引值) – 1；9在千位上，需要乘以1000，它的索引值对应的是2，所以乘的10次方应该是：10的次方数 = 6(总索引值) – 2(9所在的索引值) – 1；第二个9在百位上，需要乘以100，它的索引值对应的是3，所以乘的10次方应该是：10的次方数 = 总索引值 – 3(9所在的索引值) – 1；以此类推。

如果是正数的话，假如是29987，2在万位上，需要乘以10000，它的索引值对应的是1，传来的索引总数是5，所以乘的10次方应该是：10的次方数 = 5(总索引值) – 1(2所在的索引值) – 1；9在千位上，需要乘以1000，它的索引值对应的是2，传来的索引总数是5，所以乘的10次方应该是：10的次方数 = 5(总索引值) – 1(2所在的索引值) – 1；以此类推。

数据转换函数函数（发送ASCII的形式的）如下：

void Value_Show(uint8_t*  array, uint8_t rx_cnt)   //传入数组地址，数组的索引
{
	uint8_t i;
	uint8_t j;
    uint16_t value_fu = 0;
	uint16_t temp = 0;	
    uint8_t rx_buff1[10] = {0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39};
	if(array[0] ==  '-'){   //判断接收的第一个字节是不是负数,这里写if(array[0] ==  0X2d)也是可以的，负号的16进制就是0X2d
			for(i = 1;i < rx_cnt; i++){
			  for(j= 0;j < sizeof(rx_buff1)/sizeof(rx_buff1[0]);j++){   //循环的次数是10
				 if(array[i] == rx_buff1[j]){                           //判断接收到的数据是那一个
				       value_fu += (rx_buff1[j] - 0X30) * pow(10,rx_cnt - i -1);
					   break;
					}
				}
			}
			printf("value_10 = %.2f\n",(float)-value_fu/100);		
			}else{  //接收的是正数
				 for(i = 0;i < rx_cnt; i++){
					for(j= 0;j < sizeof(rx_buff1)/sizeof(rx_buff1[0]);j++){
					   if(array[i] == rx_buff1[j]){
						  value_fu += (rx_buff1[j] - 0X30) * pow(10,rx_cnt - i -1);
						  break;
					}
				}
			}
		   printf("value_10 = %.2f\n",(float)value_fu/100);
		}
}

数据转换函数函数（发送的是16进制的）如下：
计算机中存放的整型数据都是按补码的形式存放的，负数的补码是其本身绝对值的原码取反再加1。
~本身绝对值 + 1 = 负数；现在求本身绝对值就是：本身绝对值 = ~(负数 – 1);对应下面代码的temp = ~(value – 1)；

void Value_Show_16(uint8_t*  array, uint8_t rx_cnt){
		value = (rx_buff[0]<<8)|(rx_buff[1]); //拼接数据
	   //最高位为1代表的是负数  &同为1的时候才为1
		if(value &(1<<15) != 0){ 
			temp = ~(value - 1);
			printf("value_10 = %.2f\n",(float)-temp/100);
		}
}

2.3 编写接收数据中断函数和空闲中断函数

//接收数据中断函数
void USART1_IRQHandler(void){
	uint8_t i;
	unsigned int data;
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)){  //每当接收到1个字节，会产生USART_IT_RXNE中断
		rx_buff[rx_cnt] = USART_ReceiveData(USART1);  //把这个数据放到数组中去
		rx_cnt++;
	}
	//空闲中断函数
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE) != RESET){  //当接收到一帧数据，就会产生USART_IT_IDLE中断
		data = USART1->SR;		 // 清空闲中断
		data = USART1->DR;     //空闲中断是在检测到在数据收受后,总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据时发生
		usart_idle_flag = 1;	//产生空闲中断,没有用到
	  //Value_Show(rx_buff,rx_cnt);     //ascii转换函数
      Value_Show_16(rx_buff,rx_cnt);     //16进制转换函数
	  memset(rx_buff,0,sizeof(rx_buff));   //清空数组
	  rx_cnt = 0;                          //数组索引置0
	}
}