Zigbee、STM32单片机串口收发必会数据传输-uint8、uint16等数据的解析-串口传输多数据与解析-物联网_stm32的uint8_t

一、概述

        在常见的串口数据传输中，我们所熟知单片机常常传递的是unsigned char的数组，也有部分类库会定义成uint8、uint8_t的类型，但其本质上仍是char类型。

        而我们常见的串口通信一般分为两种格式，分别为ASCII与HEX传输，这也决定着数据接收方解析方式的不同。

        在某些情况下，我们需要用串口发送一些特殊的文本，其中不乏包含数据、格式等信息，我们需要正确了解其数据对应unsigned char的格式，就可以做到对数据的解析。

二、基础知识

        在学习之前，我们必须熟知各类型的基本参数：

        unsigned类型

        unsigned类型又称作无符号型，区别于其他类型的最高以为是符号位，unsigned类型是没有最高位的符号位的，也就是说对于某个八位类型来说，该类型的取值范围在-128~127，而unsigned 该类型的取值范围则是0~255；

        char类型

        一个char类型占一个字节、8位，对于汉字来说，一个汉字需要两个char字符来存储，而对于英文、数字来说，一个字符占一个char字符的位置。

        unsigned char类型

        这是单片机中非常常见的类型，部分类库会将其typedef为uint8、uint8_t类型，unsigned char类型的取值范围为0~255

        HEX传输

        HEX即十六进制，代表数据以十六进制传输，一般我们常用来组帧或者向硬件发送协议。

        ASCII传输

        ASCII传输是常用的字符串与数值的传输方式，其简单、可靠，在日常的串口通信场景中，常用与特定可阅读的指令的通信。

三、开发环境搭建

        为熟悉开发过程中，传输字符串、数据、十六进制在unsigned char类型中所占长度以及其他的情况，需要开发一款随时接受并输出每个字符的程序。

        下面我们使用STM32芯片，将程序开发出来，由于程序开发较为简单，有需要的朋友可以参考博文：TM32单片机开发-UART&USART串口收发-STM32CubeMx项目生成

        学习理论的开发者可以不跟随本文开发串口程序，紧跟本文思路即可。

        首先初始化串口，本文使用波特率：38400

        程序也十分简单，一个输入函数，一个输出函数。

#include "usart1-board.h"
uint8_t data[10];
uint16_t len;
int main( void )
{
    Init();
		USART1_Init(38400);
    while( 1 )
    {
			len=USART1_ReadRxBuffer(data);
			USART1_SendStr(data,len);
    }
}

        我们对代码进行一下改进，让其能输出接收到的字符长度，即输出len。

uint8_t data[10];
uint16_t len;
int main( void )
{
    Init();
		USART1_Init(38400);
    while( 1 )
    {
			HAL_Delay(100);
			len=USART1_ReadRxBuffer(data);
			if(len!=0)
			{
				USART1_SendStr(data,10);
				USART1_SendData(len);
				memset(data,'\0',10);
				
			}
    }
}

        将程序编译并烧录至开发板，打开串口调试助手，波特率38400，我们开始调试。

四、实验过程

        我们首先通过串口调试助手发送某个长度的浮点型数据，观察单片机返回的数据与长度。

        这是在ASCII模式下接受返回数据，于是我们改为ASCII发送，HEX接受。

        通过观察返回数据，可以得出长度为5，因此对于发送的ASCII数据来说，每位均代表一个Hex字符，我们继续实验，将105.2与31 30 35 2E 32对应起来，则‘.’应该对应十六进制2E，我们测试一下。

        通过实验，发现其确实是一一对应起来的，这也为后续我们传输多个数据打开思路。

        我们继续实验，探究汉字与unsigned char字符的关系。

        正如我们所料，我们发送三个汉字实际接收长度为6个字符，即一个汉字占两个字符。

        下面我们更改单片机程序，使用printf尝试打印ASCII格式的数据。

float val=102.5;
int main( void )
{
    Init();
	USART1_Init(38400);
    while( 1 )
    {
			sprintf((char *)data,"A%.1f",val);
			USART1_SendStr(data,sizeof(data));
			HAL_Delay(1000);
    }
}

         下面我们烧录程序，烧录是需要关闭串口调试助手，防止冲突。

        随后我们继续打开串口调试助手调试，理想的输出结果应该是：A102.5，位数应该为6位

        根据串口助手发来的数据，我们可以判断推测成立，那么我们能否规定长度呢，返回并继续更改源代码。

float val=102.5;
int main( void )
{
    Init();
	USART1_Init(38400);
    while( 1 )
    {
			sprintf((char *)data,"A%4.1f",val);
			USART1_SendStr(data,sizeof(data));
			HAL_Delay(1000);
    }
}

        打开串口调试助手，通过规定格式化%4.1f可以将格式限制在4字符，有效的保证了数据传输的可靠。

五、规律总结

        串口进行多个数据收发时，必须要熟知uisigned char类型的相关参数，通过本文总结的规律，在单片机开发时，多个传感器的数据传输可以通过指定位数来进行，大大提高了效率，节约时间。