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串口跑着跑着又挂了，到底怎么回事？

21ic电子网 · 公众号 · 半导体 · 2024-09-14 18:35

正文

串口是MCU最经常使用的外设之一，我遇到过多起串口在使用过程中出现死掉的实际案例。

这种问题在测试阶段如果发现了还好，一旦批量出去在现场发生就更加麻烦了。今天说的死掉，其实真实现象是MCU一直在不停的进串口中断，导致其他代码无法正常执行。

遇到该问题的罪魁祸首是串口Overrun，即溢出所致。Overrun其实很好理解，串口在接收数据的时候，每一字节数据经移位寄存器到数据寄存器，所谓溢出就是指，上一个字节的数据在数据寄存器还没有被读取走，新的1字节数据又已经被移入到移位寄存器的现象。

以STM32F030为例，其他家的MCU也类似，Overrun错误标志位位于USART_ISR寄存器中

Overrun现象我们可以这么产生：在串口中断服务函数刚开始处加一个断点，debug全速运行，通过串口调试助手一下发送2个字节的数据，这时就会出现Overrun，原因就是进入到断点处还没有去读数据，但是新的数据又来了。

手册中描述当此标志位置位时，RDR寄存器中的数据没有丢失，我们可以看到RDR内容就是第一个字节0x31。

默认情况下，Overrun检测功能时开启的，USART_CR3寄存器的OVRDIS位可以把该功能关掉。

当把溢出检测功能给关掉，要注意的是新来的数据会覆盖USART_RDR寄存器中的数据。

我们在代码串口初始化中把溢出功能关闭，同样做之前的实验，这时可以看到RDR的值就不是之前的0x31，而是0x32了，ISR里ORE标志位也不会置位了。

出现死掉的问题是因为来了ORE中断，但是中断服务函数没有去处理所致，所以就会一直进中断。

其实解决该问题的方法也非常简单，就是在中断服务函数里加入该标志位的清除操作即可。或者干脆就把溢出功能关闭不使用也行。

MCU里Overrun这个标志本来目的是为了提醒数据传输过程中出错了，接收端需要通知发送端重传。但是实际应用中大家一般也不这么用，为了保证串口数据通信的正确性，一般都会在应用层上加上数据帧的校验，有了校验其实用不用溢出功能也无所谓了。

最后强调一下：如果MCU开启了Overrun功能，一定要在中断服务函数里加入清溢出标志的操作。不加Overrun标志位处理大部分情况下也许不会出问题，然而，一旦溢出可就麻烦大了。

来源：TopSemic嵌入式

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