基于STM32的USART、UART串口命令调制和解析（加密与解密）

基于STM32的USART、UART串口命令调制和解析（加密与解密）

采用芯片为STM32F407ZG
调制后的命令采用USART1往外发送 发送至USART2
而后USART2接收命令后 进行解析 把命令中有用的部分提取出来 再向外发送控制命令
同时 USART1接收外部命令后 也可以转发给USART2

命令格式为：
起始位 2Byte 0x07 0xCD
数据长度位 2Byte 默认 0x00 0x08
数据流 16Byte 这里是用八个点的坐标值(x,y)来模拟
校验码 2Byte 前20位数据之和
停止位 2Byte 0x04 0xBC

资源：
https://download.csdn.net/download/weixin_53403301/86401762

在解析部分 要从结构体中将坐标提取出来

struct Point_Position{
	uint8_t x;
	uint8_t y;
	uint8_t vx;
	uint8_t vy;
	uint8_t angle;
};

即里面的x y

USART1_RX中断为发送接收的数据
USART2_RX中断为发送解析后的数据

代码如下：

#include "stm32f4xx.h"
#include "DELAY.h"

uint8_t rx_data_buf[24];
uint8_t send_data_buf[]={0,0,0,0,0x00,0x20,0xF8,0x00};
uint8_t usart2_flag=0;
uint8_t begain_data_buf[]={0x5a,0xa5,0x67,0x82,0x54,0x40,0x00,0x05,0x00,0x08};
uint8_t flag=0;
struct Point_Position{
	uint8_t x;
	uint8_t y;
	uint8_t vx;
	uint8_t vy;
	uint8_t angle;
};

struct Point_Position Point[8] = {
	{.x=5,		.y=10,		.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=8,		.y=7,		.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=14,		.y=9,		.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=9,		.y=13,	.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=25,		.y=23,		.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=7,		.y=15,	.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=12,	.y=22,	.vx=0,.vy=0,.angle=0},
	{.x=15,	.y=12,	.vx=0,.vy=0,.angle=0}
};

void init_USART1(uint32_t Baud)
{
	//定义GPIO结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_KEEY_InitStruct;
	//使能GPIOF时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
	//初始化结构体
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //定义引脚
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;  //定义输出模式
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//定义速度
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;		//定义推挽输出
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;		//定义是否有上下拉电阻 普通
	//将结构体给GPIOF组
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_KEEY_InitStruct);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);  //复用功能
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);  //复用功能
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	//配置串口
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = Baud;  //波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  //8位数据位
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  //1个停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;  //无校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  //无硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //支持收发数据
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	//中断方式
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);  //使能RX

	//中断优先级
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 
   /* Enable the USARTx Interrupt */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	//使能串口
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void init_USART2(uint32_t Baud)
{
	//定义GPIO结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_KEEY_InitStruct;
	//使能GPIOF时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
	//初始化结构体
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //定义引脚
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;  //定义输出模式
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//定义速度
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;		//定义推挽输出
	GPIO_KEEY_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;		//定义是否有上下拉电阻 普通
	//将结构体给GPIOF组
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_KEEY_InitStruct);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_USART2);  //复用功能
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_USART2);  //复用功能
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
	//配置串口
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = Baud;  //波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  //8位数据位
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  //1个停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;  //无校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  //无硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //支持收发数据
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
	//中断方式
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);  //使能RX

	//中断优先级
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 
   /* Enable the USARTx Interrupt */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	//使能串口
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);
}

int main(void)
{
	init_USART1(115200);
	init_USART2(115200);
	USART_Cmd(USART2, DISABLE);
	uint8_t data_buf[24];
	uint16_t check_sum=0;
	uint8_t i=0;
	data_buf[0]=0x07;
	data_buf[1]=0xCD;
	data_buf[2]=0x00;
	data_buf[3]=0x08;
	data_buf[22]=0x04;
	data_buf[23]=0xBC;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		data_buf[4+i*2]=Point[i].x;
		data_buf[5+i*2]=Point[i].y;
	}
	for(i=0;i<20;i++)
	{
		check_sum = data_buf[i] + check_sum;
	}
	data_buf[20] = ((check_sum>>8)&0x00FF)&0xFF;
	data_buf[21] = ((check_sum>>0)&0x00FF)&0xFF;
	while(1)
	{
		USART_Cmd(USART2, ENABLE);
		for(i=0;i<24;i++)
		{
			flag=1;
			char DATA1=data_buf[i];
			USART_SendData(USART1,DATA1);
			while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);	
			while(flag);
		}	
		delay_ms(500);
		USART_Cmd(USART2, DISABLE);
		delay_ms(500);
	}
}

//串口1中断服务函数
void USART1_IRQHandler(void) 
{
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
	{	
		char data = USART_ReceiveData(USART1);
		USART_SendData(USART1,data);
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//清空标志位
	}
}

void USART2_IRQHandler(void) 
{
	uint8_t k=0;
	uint8_t j=0;
	if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)==SET)
	{	
		flag=0;
		char DATA2=USART_ReceiveData(USART2);
		rx_data_buf[usart2_flag]=DATA2;
		usart2_flag++;
		if (usart2_flag==24)
		{
			usart2_flag=0;
			if(rx_data_buf[0]==0x07 && rx_data_buf[1]==0xCD && rx_data_buf[22]==0x04 && rx_data_buf[23]==0xBC )
			{
				for(k=0;k<10;k++)
				{
					USART_SendData(USART2,begain_data_buf[k]);
					while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE)==RESET);
				}
				for(k=0;k<8;k++)
				{
					send_data_buf[1]=rx_data_buf[4+2*k];
					send_data_buf[3]=rx_data_buf[5+2*k];
					for(j=0;j<8;j++)
					{
						USART_SendData(USART2,send_data_buf[j]);
						while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE)==RESET);
			//			USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);//清空标志位
					}
				}
				USART_SendData(USART2,0xFF);
				while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE)==RESET);
				USART_SendData(USART2,0x00);
				while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE)==RESET);
			}
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);//清空标志位
	}
}

在USART2中断中 值判断了起始位和停止位 没有判断数据长度和校验码 如果加上判断 可以更加精确

全局变量flag 是对时序用的 如果USART1用另外一个mcu来发送的话 则可以发出一个使能信号CS 来对时序