基于STM32微处理器的GPRS数据传输技术的研究

STM32是意法半导体（ST）公司推出的基于ARM Cortex-M3内核的主流产品之一，它是ST公司专门针对要求高性能、低功耗和低成本的嵌入式应用而设计的，目前已在各领域得到广泛的应用。SIM900A是SIMCom公司主推的一款紧凑型的GSM/GPRS双频模块产品，它以性能稳定、外观精巧及性价比高的优点深受广大工程师青睐。

本文通过对STM32底层配置以及数据传输的研究，介绍STM32主要的底层配置，并着重介绍数据传输的实现。通过关键步骤的程序源代码的介绍，阐述实现数据传输的细节以及注意事项。该方法对其他项目或芯片有一定的实现价值和参考价值，且简单可靠，具有普遍性和通用性。

1 STM32底层配置

为了实现STM32单片机与SIM900A模块之间的数据命令的传输，本文以串口为例，先搭建开发平台，在工程中加入相应的库函数以及配置文件，然后配置时钟以及串口相应的输入输出GPIO接口。在配置的同时，需要针对自身的原理图进行编写，才能保证配置正确无误。这样，基本的开发平台就搭建起来了。

1.1 串口配置

在开发平台搭建起来之后，就可以对串口进行配置了。配置速率为115 200 b/s，字长为8 bit，1 bit停止位，串口模式为输入与输出模式，最后，初始化相对应的串口。初始化串口之后，打开串口的中断响应函数，即USART_ITConfig（USART2，USART_IT_RXNE，ENABLE）（以串口2为例），然后使能相对应的串口，这样串口函数就基本配置完成了。需要注意一点，有些程序可能在传输的时候出现首位丢失。这个问题涉及到USART的机制。硬件复位之后，USART的状态位是置位的（置1，表示已经发送完毕），而此时数据可以进行正常发送。当一帧数据发送后，由硬件将该位置位。而清除TC位（置0）是由软件来完成的，通过先读USART_SR，再写USART_DR将该位清除。但是程序在发送第一帧数据的时候，并没有进行读USART_SR，而是直接进行写USART_DR，因此TC标志位还是置1，并没有清除。当发送第一帧数据之后，用USART_GetFlagStatus（）检测状态返回的是已经发送完毕，程序就会马上发送下一帧数据，因此第一帧数据就会被第二帧数据覆盖了，这样就看不到首位数据。根据这种情况，可以在每次传输之前或之后清除传输完成标志位，即USART_ClearFlag（USART2，USART_FLAG_TC）。

1.2 中断配置

配置完串口之后，将对NVIC进行配置。首次配置中断分组，然后选择串口的中断，即NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART2_IRQn（以所使用固件库的定义为主）。

再设置抢占式中断优先级和响应式中断优先级，然后使能中断和初始化。以上的配置必须结合自身的情况，设计出最优的中断分组和优先级，以保证程序响应中断的速度。中断后所做的内容在stm32f10x_it.c文件里配置，下文将会详细阐述。

2 实现细节

实现GPRS数据传输的原理是：STM32解析一串数据或命令，然后通过串口或其他方式一个字符一个字符地发送给SIM900A模块，SIM900A接收到数据之后再通过SIM卡发送到服务器。当SIM900A接收到数据时，立即响应中断，按照中断所设置的方式进行数据处理。此时，就需要通过发送检验和接收检验来控制数据的传输。

2.1发送检验

由于STM32逐个字符地将数据发送给SIM900A模块，因此必须保证数据的正确性与连贯性。如果在发送的时候响应中断或者进行任务调度，则发送将作废，从而导致程序出错，所以开发者必须警惕该类的错误出现。

发送数据或者命令的时候，可以将数据通过参数传给发送函数，由发送函数统一控制，发送完成之后再返回一个发送完成标志位，告知调用函数者发送已完成。源程序如下：

void USART_Send_Byte（char MyData）{ //发送字符函数
USART_ClearFlag（USART2，USART_FLAG_TC）；
//清除标志位，如上所述
USART_SendData（USART2，MyData）；//发送数据
while（USART_GetFlagStatus（USART2，USART_FLAG_TC）==RESET）；//等待发送完成
}
void USART_Send_Str（char*s）{//发送字符串
int i；
int len = strlen（s）-1；//字符串长度
for（int i=0；i USART_Send_Byte（s[i]）；//循环将字符串发送出去
if（s[i]==0x0a）{//判断发送是否结束
SendCFFlag=TRUE；
//如果为真，则发送完成标志位置为真
}else{
USART_Send_Byte（s[i]）；//如果为假，则发送出去
}
}

2.2 接收检验
当SIM900A有数据返回或 者有数据通过SIM900A接收到下位机时，STM32会立即响应中断来接收数据。此时就要在中断函数中进行一系列处理。以SIM900A为 例，SIM900A模块返回的命令都是以"r"+"n"+""结尾，因此检验传输结束可以根据它进行判断。在中断响应函数（即 stm32f10x_it.c文件里）的USART2_IRQHandler函数可以设置如下：

void USART2_IRQHandler（void）
{
if（USART_GetITStatus（USART2，USART_IT_RXNE）!=RESET）{
//将接收字符存入接收缓冲区RxBuffer
RxBuffer[ReceCounter++]=（char）USART_ReceiveData（USART2）；
//判断是否接收结束
if（RxBuffer[ReceCounter]==′′&& RxBuffer[ReceCounter-1]==0x0A &&
RxBuffer[ReceCounter-2]==0x0D）{
ReceCFFlag=TRUE；
  }
USART_ClearITPendingBit（USART2，USART_IT_RXNE）；
}
}
 
该函数的基本思路是：将USART接收到的字符逐个存入缓冲区，然后判断缓冲区最后3个字符是否为SIM900A的结束标识符。如果为假，继续接收；如果为真，则将接收完成标识符置为真。当接收完成标识符为真时，说明接收完成，接下来就可以进行数据处理了。