STM32串口通信——16進制數形式

一.爲什麼採用16進制數形式？

首先，需要解釋一下串口發送的數據都是unsigned char類型的，說成字符和16進制形式，只是我們採用何種方式展示這些數據。字符形式就是把16進制數通過ASCII表一個一個轉成字符的。

一開始接觸到的串口程序，就是字符形式的，尤其是STM32中被重構的printf()函數，我就先入爲主地選擇了字符形式。這樣比較人性化，因爲啥數據都是平時看到的字符，很直觀，但是大大降低了通信效率！比如要發送一個數85，字符形式需要發送’8’+‘5’，而16進制只需要發送0x55。還有一點是負數，字符形式多加了一個’-'號，16進制直接發送有符號數就行了。如果要傳輸大量的數據，應該採用16進制形式。

我在調試STM32與PC(採用Python3編寫)串口通信過程中，二者之間需要發送各種類型的數據，uint_8、int16_t、float等等，要將所有類型的數據轉換成uint_8類型發送，同時上位機要能轉換回來。總之就是拆開發送，接收重組。

二.下位機

1. uint_8 型
   發送：直接利用USART_SendData函數，通常配合檢測發送結束位使用，如下：

void usart1_send_data(uint8_t num){
	USART_SendData(USART1, num);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
}

接收：很簡單，直接賦值即可。

2. int16_t型
   發送：int16_t型涉及到補碼，但是可以留到上位機解決，只要分別發送高低8位數就可以。

void send_int16_t(int16_t num){
	uint8_t high_8, low_8;
	low_8 = num & 0x00FF;
	high_8 = (num>>8) & 0x00FF;
	usart1_send_data(high_8);
	usart1_send_data(low_8);
}

接收：定義一個int16_t類型的數，將接收到高低八位分別移位即可，貼的代碼中的LOW和HIGH變量只是一個例子，參考這個代碼改就行。

int16_t temp = 0;
temp |= (int16_t)LOW[4]&0x00FF;
temp |= ((int16_t)HIGH<<8)&0xFF00;

3. float型
   發送：雖然float型比較複雜，但是由於我用到的數都比較小，而且精度不高，所以可以把float分整數、小數發送出去。如果需要發送大數，可以把下面代碼中的interger和decimal改成16位類型。

void send_float(float num){
	uint8_t integer, decimal;  // 限制在uint8_t型
	integer = (uint8_t)num;
	decimal = (uint8_t)(( num-(uint8_t)num )*100); // 取兩位小數
	usart1_send_data(integer);
	usart1_send_data(decimal);
}

接收：定義一個float型數，將小數部分*100加上整數部分即可，如下：

float num_f;
num_f = interger + decimal/100.0f;

三.上位機(Python)

1. uint8_t型
   發送：比如要發送16進制的23(10進制35)，直接通過pyserial的write函數，發送b"\x23"或者bytes([35])。

ser.write(b"\x23")  // ser.write(bytes([35]))

接收：調用pyserial的read讀取的bytes型，直接取數即可，例如：

response = ser.read(1)
num = response[0]

2. int16_t型
   發送：由於要考慮補碼問題，但是可以通過ctypes的c_short(16位有符號整型)解決，不需要自己從補碼解到原碼，如下:

_num = c_short(num)
high_8 = (_num.value & 0xff00)>>8
low_8 = _num.value & 0x00ff
ser.write(bytes([high_8, low_8]))

接收：

num = c_short(0)
num.value |= high_8 << 8
num.value |= low_8

3. float型
   發送：和下位機一樣，分開發送整數和小數即可，如下：

my_byte = bytes([int(num_f), int(100 * (num_f - int(num_f)))])
ser_write(my_byte)

接收：同下位機，如下：

num_f = round(interger + decimal[2]/100, 1)