自定义的USART协议源码阅读

预备知识：

0x0d（回车）0x0a（换行）
整个数据流过程中，这两个一定是一起出现的，如果不是，则说明这串数据出错了，需要重置所有数据

预定义部分

#define USART_REC_LEN  			200  	
#define EN_USART1_RX 			1		
	  	
extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; 
extern u16 USART_RX_STA;         		
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; 


u16 USART_RX_STA=0; 

//USART_RX_STA 取第15位（&0x8000），判断是不是接收到了0x0a，如果是强行设置（|=0x8000）
//USART_RX_STA 取第14位（&0x4000），判断是不是接收到了0x0d，如果是强行设置（|=0x4000）
//USART_RX_STA 第0-13位，数据有效位

框架定义

void USART1_IRQHandler(void)                	
{
	    u8 Res;  //要存到USART_RX_BUF中的数据
        #if SYSTEM_SUPPORT_OS 		
        	OSIntEnter();    
        #endif
        //USARTx：USART 外设的指针。这里 USARTx 可以是你使用的具体 USART 外设，例如 USART1、USART2 等

        //USART_IT：指定要检查的中断源。通常，STM32 的 USART 中断是通过枚举值来表示的，
        //例如：USART_IT_RXNE：接收数据寄存器非空中断（即接收寄存器有新数据可读取）。USART_IT_TXE：发送数据寄存器空中断（即发送寄存器空，可以写入数据）。

        //该函数返回一个 FlagStatus 类型的值，它是一个宏定义，表示当前中断状态：SET：表示指定的中断已触发。RESET：表示指定的中断未触发。
	    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
        {
            //自定义部分
        } 
} 
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 
	OSIntExit();  											 
#endif
} 

自定义部分

用两个数据表示接收结束（0x0d，0x0a）

		Res =USART_ReceiveData(USART1);	
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)  //标志位的第15位是不是被设置为1，如果是，结束接收
		{
            //标志位的第14位是不是被设置为1，如果是，倒数第二个数据（0x0d）已经接收到了，标志位重置过了
			if(USART_RX_STA&0x4000)  
			{
                //倒数第二个数据（0x0d）已经接收到了，Res也已经接收了下一个数据，
                //判断最后一个是不是0x0a，!=不是，说明整个数据出错了
				if(Res!=0x0a)  USART_RX_STA=0;
                //是，说明整个数据没有问题，USART_RX_STA第15位标志位设置为1，下次入口判断为否，数据接收完成
				else USART_RX_STA|=0x8000;
			}
			else  //连倒数第二个数据0x0d都没到，还在中间传输过程中
			{	
                //0x0d接收到，表示已经到倒数第一个数据了，设置第14位标志位，下次接收到数据判断是不是最后一位（0x0a）即可
				if(Res==0x0d) USART_RX_STA|=0x4000;

                //还在中间数据的记录中
				else
				{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;//把数据存在USART_RX_BUF的第USART_RX_STA位上
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0; //数据超过长度，并且还没有到结束判断位（0x0d，0x0a），不合理的数据，舍弃重新从0开始接收
				}		 
			}
		} 

//其中USART_ReceiveData函数
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  
  /* Receive Data */
  return (uint16_t)(USARTx->DR & (uint16_t)0x01FF);
}

typedef struct
{
  //SR（Status Register，状态寄存器）：用于指示外设的当前状态，包括是否有数据可读、发送缓冲区是否空闲、是否发生错误等。
  //常见标志位：TXE（发送缓冲区空）、RXNE（接收缓冲区非空）、TC（发送完成）等。
  //RESERVED0：这是一个占位符，用于保持寄存器地址的对齐，
  __IO uint16_t SR;
  uint16_t  RESERVED0;

  //用于收发数据。写入此寄存器的数据会被发送，读取此寄存器可获取接收到的数据。
  __IO uint16_t DR;
  uint16_t  RESERVED1;
  __IO uint16_t BRR;
  uint16_t  RESERVED2;
  __IO uint16_t CR1;
  uint16_t  RESERVED3;
  __IO uint16_t CR2;
  uint16_t  RESERVED4;
  __IO uint16_t CR3;
  uint16_t  RESERVED5;
  __IO uint16_t GTPR;
  uint16_t  RESERVED6;
} USART_TypeDef;

SR寄存器中的TXE（Transmit Data Register Empty，发送数据寄存器空）标志并不表示接收数据完成，而是用于指示发送数据寄存器是否为空。
TXE = 1：发送数据寄存器空闲，可以写入新的数据进行发送。这表示上一次的数据已经从发送寄存器转移到发送移位寄存器，硬件准备好接受新的数据。
TXE = 0：发送数据寄存器仍然忙碌，不能写入新数据。需要等待该标志位被硬件置为1后再写数据。

判断接收数据是否完成，通常查看SR寄存器中的RXNE（Receive Data Register Not Empty，接收数据寄存器非空）标志位：
RXNE = 1：接收数据寄存器中有数据可以读取。说明接收完成，可以从数据寄存器（DR）中读取数据。RXNE = 0：接收数据寄存器为空，当前没有可读取的数据。

//自带的函数也是用SR标志位判断的
USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)

typedef enum {RESET = 0, SET = !RESET} FlagStatus, ITStatus;
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)
{
  FlagStatus bitstatus = RESET;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  assert_param(IS_USART_FLAG(USART_FLAG));
  /* The CTS flag is not available for UART4 and UART5 */
  if (USART_FLAG == USART_FLAG_CTS)
  {
    assert_param(IS_USART_123_PERIPH(USARTx));
  }  
  
  if ((USARTx->SR & USART_FLAG) != (uint16_t)RESET)
  {
    bitstatus = SET;
  }
  else
  {
    bitstatus = RESET;
  }
  return bitstatus;
}

引脚等初始化设置

接口需要传入想要的波特率

void uart_init(u32 bound){

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    //用于管理和控制中断的硬件模块。NVIC 允许微控制器处理外部或内部的中断事件，并能够灵活地控制中断的优先级、响应和屏蔽等特性。
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
    //用于控制 APB2 总线外设时钟 的函数 
    //原型：void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
    //RCC_APB2Periph: 该参数指定要启用或禁用的 APB2 外设时钟。它是一个按位 OR（或运算）组合的掩码，表示不同外设的时钟。NewState: 该参数指定是否启用或禁用外设时钟。
    //RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA  这段代码会同时启用 USART1 和 GPIOA 的时钟。
    //使能时钟后，外设能够正常工作。例如启用定时器时钟后，定时器可以正常计数；启用 USART 时钟后，串口通信可以正常进行。
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	

  
	//USART1_TX   GPIOA.9
    //GPIO_Pin_9对应HAL（硬件抽象层）库中，表示 GPIO 引脚 9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    //它使得 GPIO 引脚能够作为外部设备（如 USART、SPI、I2C 等）的 复用功能引脚，并且具有 推挽输出 的特性。
    //表示 复用推挽输出模式（Alternate Function Push-Pull）
    //Push-Pull 是一种输出模式，意味着引脚可以输出 高电平（Vcc）或 低电平（GND）。
    //在推挽模式下，GPIO 引脚有两个驱动源（一个源驱动高电平，一个源驱动低电平），能够提供更强的驱动能力，推挽模式可以输出更稳定的电平。
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
    //USART1_RX	  GPIOA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    //指示该引脚为 浮空输入，即该引脚没有内部上拉电阻或下拉电阻的连接，处于“浮空”状态，电平状态由外部电路决定。
    //引脚的电平状态完全依赖于外部电路的驱动。因此，浮空输入模式通常适用于那些由外部设备驱动的输入引脚，或者输入信号本身已经通过外部电路完成了电平拉升或拉低。
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //Usart1 NVIC
    //USART1_IRQn 是一个 STM32 中的中断请求通道（IRQ channel），它代表 USART1 的中断请求
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

    //优先级设置抢占优先级和子优先级的设置
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  
    //USART

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    
    //停止位主要用来标记数据帧的结束，并为接收端提供时间来处理接收到的数据。根据协议的不同，停止位的数量可以为 1、1.5 或 2 个。
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

    //配置中设置奇偶校验（Parity）选项
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;、

    //配置 硬件流控制 的选项
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

    //配置中设置 串口通信模式 的一部分。它表示 USART 外设同时启用 接收（Rx） 和 发送（Tx） 模式，即该串口将能够接收和发送数据
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                   

}

复用功能通常包括：

USART1_TX：USART1 传输线
USART1_RX：USART1 接收线
SPI1_SCK：SPI 时钟线
SPI1_MISO：SPI 主输入从输出线
I2C1_SCL：I2C 时钟线
I2C1_SDA：I2C 数据线

引脚可以配置为不同的输入模式

typedef enum
{ 
  //名称: 模拟输入模式 (Analog Input)用途: 用于 ADC（模数转换器）等模拟功能。说明: 该模式下引脚连接到内部模拟电路，不受数字输入或输出逻辑控制。
  GPIO_Mode_AIN = 0x0, 
  //名称: 浮空输入模式 (Input Floating)用途: 用作数字输入，但没有内部上下拉电阻。说明: 输入引脚未连接到任何固定的逻辑电平，易受外部噪声影响。适用场景: 外部电路已经提供了明确的电平（如按键有外部上下拉电阻）
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
  //名称: 下拉输入模式 (Input Pull-Down)用途: 用作数字输入，内部下拉电阻将引脚默认拉低。说明: 防止浮空状态，未接信号时输入电平为低。适用场景: 信号线需要默认低电平（如按钮未按下时默认低电平）
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,
  //名称: 上拉输入模式 (Input Pull-Up)用途: 用作数字输入，内部上拉电阻将引脚默认拉高。说明: 防止浮空状态，未接信号时输入电平为高。适用场景: 信号线需要默认高电平（如按钮未按下时默认高电平）
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,
  //名称: 开漏输出模式 (Output Open-Drain)用途: GPIO 引脚作为开漏输出，可用于实现线与（逻辑与）或连接外部上拉电阻。说明:输出低电平时，电流通过 GPIO 引脚流向 GND。输出高电平时，GPIO 引脚处于高阻态，电平由外部上拉电阻决定。
  //适用场景: I²C 总线通信等需要共享总线的场景。
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
  //名称: 推挽输出模式 (Output Push-Pull)用途: GPIO 引脚作为标准数字输出。说明:输出低电平时，GPIO 引脚直接连接到 GND。输出高电平时，GPIO 引脚直接连接到 VDD。
  //适用场景: 控制 LED、驱动简单的数字逻辑电路等。
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
  //名称: 复用功能开漏输出 (Alternate Function Open-Drain)用途: 用于外设功能（如 I²C 或其他需要开漏特性的外设）。说明:与 GPIO_Mode_Out_OD 类似，但用于外设功能。可实现多设备连接的总线控制。
  //适用场景: I²C 等需要复用开漏功能的场景。
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
  //名称: 复用功能推挽输出 (Alternate Function Push-Pull)用途: 用于外设功能（如 USART、SPI 等需要推挽特性的外设）。说明:与 GPIO_Mode_Out_PP 类似，但用于外设功能。输出特性由外设控制。
  //适用场景: 串口通信（USART）、SPI 通信等需要高速推挽输出的场景。
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
}GPIOMode_TypeDef;

上拉输入
下拉输入
浮空输入

STM32 的中断优先级是基于 4 位的系统，

优先级范围从 0 到 15。
抢占优先级和子优先级的位数是由系统的优先级分组方式决定的。
STM32 的中断优先级通常是通过 NVIC_InitTypeDef 结构中的两个字段设置的：

抢占优先级：决定了一个中断能否打断另一个中断。
子优先级：如果多个中断具有相同的抢占优先级，则由子优先级来决定执行的先后顺序。

抢占优先级，其值越小，优先级越高。例如，0 是最高的优先级，15 是最低的优先级。

硬件流控制？

硬件流控制是串行通信中的一种机制，用于管理数据流，以避免接收方因为接收缓冲区满而丢失数据。
它通过使用额外的控制信号（如 RTS 和 CTS）来动态控制数据传输的速率。

RTS（Request To Send）：由发送方发出，用于告诉接收方准备好接收数据。
CTS（Clear To Send）：由接收方发出，用于告诉发送方它可以发送数据。

当启用硬件流控制时，接收方可以使用 CTS 信号告诉发送方它的接收缓冲区已满，需要暂停发送数据。发送方可以使用 RTS 信号来请求接收方准备好接收数据。

SYSTEM_SUPPORT_OS 宏定义，

通常用于在嵌入式系统中决定是否启用操作系统支持。
它作为条件编译的标志，用于根据是否启用操作系统（OS）来选择性地编译代码。

在嵌入式系统中，许多项目需要区分 是否使用操作系统。
有时系统会运行 裸机（bare-metal） 应用程序，也就是不依赖于操作系统；

裸机环境（Bare-metal environment）是指不依赖操作系统的嵌入式编程环境。即程序直接与硬件交互，没有操作系统（如 Linux、FreeRTOS 或其他实时操作系统）来管理资源、调度任务和提供服务。在裸机编程中，程序员负责所有的硬件初始化、任务调度、内存管理和中断处理等。

而在其他情况下，可能会使用如 FreeRTOS、CMSIS-RTOS 或 RTX 这样的实时操作系统（RTOS）。
为了管理这些差异，开发人员通常使用 SYSTEM_SUPPORT_OS 这样的宏来切换不同的编译逻辑。