STM32 HAL库 UART 串口读写功能笔记 STM32L0 HAL库 UART 串口读写功能 STM32串口接收中断——基于HAL库

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STM32L0 HAL库 UART 串口读写功能

串口发送功能：

uint8_t TxData[10]= "01234abcde";
HAL_UART_Transmit(&huart2,TxData,10,0xffff);//把TxData的内容通过uart2发送出去，长度是10，timeout的时间是最大值0xffff

串口接收功能1：

uint8_t value='F';
HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&value,1,1000);//在这个语句停留1000ms内等待接收1个字节数据，把数据存放在value中

串口接收功能2：

HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1);//程序不会在这个语句停留，直接会按照中断方式把接收数据存放在value中，但是这个语句只能使能一次串口中断。所以要在中断服务函数或者回调函数中重新使能

串口接收功能3：

if(HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1) != HAL_OK){    //这一句写在main函数的while(1)上面。用于启动程序启动一次中断接收
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&"ERROR\r\n",7,10);    
        while(1);
} 

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&"\r\ninto HAL_UART_RxCpltCallback\r\n",32,0xffff);    //验证进入这个函数了
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&value,1,0xffff);　　　　　　//把接收到的数据通过串口发送出去        
    HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1);　　　　　　　　//重新打开串口中断
}

串口DMA发送

DMA的TX要这样设置

    uint8_t txData[] = {"HelloWorld\r\n"};
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,txData,sizeof(txData));//可以通过DMA把数据发出去

 DMA接收

if(HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)rxData, sizeof(rxData)-1) != HAL_OK)//main函数while(1)前，启动一次DMA接收
    {
        Error_Handler();
    }

 串口回调函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle){
    
    uint8_t temp[] = {"\r\nin Callback\r\n"};
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,temp,sizeof(temp)-1);//可以通过DMA把数据发出去
    
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)rxData, sizeof(rxData)-1);    //重新使能接收    
}

 main函数while(1)中不断输出rxData值

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,rxData,sizeof(rxData)-1);//可以通过DMA把数据发出去

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STM32串口接收中断——基于HAL库

写在前面　　

　　最近需要使用一款STM32L4系列的芯片进行开发，需要学习使用HAL库。在进行串口中断使用的时候遇到了一些小麻烦，写下解决方案供大家参考。

1.UART相关的头文件引用错误

 　　由于本人直接使用MDK进行开发，没有使用CubeMX，所以一些初始化需要手动进行。在引用UART相关的头文件时，记得将"stm32l4xx_hal_conf.h"文件中的相关宏定义取消注释，如下图：

2.如何接收字符串（多次进入中断）

　　接收字符串主要有两种方法，一种是对中断函数进行改造，另一种是对接收回调函数进行改造。
　　在阐述这两种方法之前，需要介绍函数“HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)”。该函数的作用是用户自定义一个缓冲区（即参数pData），接受一定数量（由参数Size决定）的字符存入缓冲区中。同时，参数Size还决定着进入回调函数的频率，即每接收Size个字符，就进入一次回调函数。需要注意的是，Size只决定进入回调函数的频率，而不能影响进入接收中断的频率，无论Size是多少，每接收完成一个字符都会进入一次接收中断。

方法1：改造回调函数

　　①首先在主函数中进入主循环前的位置调用一次 HAL_UART_Receive_IT函数，定义一个字符数组getBuffer[]作为缓冲区，参数Size设定为10。即每接收10个字符，就进入一次回调函数。

　　②注册中断函数 　　

1  void USART1_IRQHandler(void)
2  {
3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志，取消中断使能，并间接调用回调函数
4  }

　　③在文件“stm32l4xx_hal_uart.h”中，我们可以看到串口接收回调函数的定义。使用“_weak”关键字定义的函数，其具有如下特性： 一般情况下和一般函数相同。但是当有一个同名函数但是不带__weak被定义时，所有对这个函数的调用都是指向后者(不带__weak那个)。也就是说，ST官方提供的这个回调函数需要我们自己进行改写。　　

 1    /**
 2     * @brief Rx Transfer completed callback.
 3     * @param huart UART handle.
 4     * @retval None
 5     */
 6   __weak void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
 7   {
 8     /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
 9     UNUSED(huart);
10       
11     /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
12               the HAL_UART_RxCpltCallback can be implemented in the user file.
13      */
14   }

　　我们在主函数所在的文件中对回调函数进行改写：  

1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: "; //用户提示信息
2   uint8_t Enter[] = "\r\n"; //回车换行
3   uint8_t getBuffer[100]; //用户自定义的缓冲区
4   void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
5   {
6    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK); //发送字符串，用户提示信息
7    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, 10, 5000)!= HAL_OK); //发送用户自定义缓冲区中的数据
8    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK); //发送回车换行
9   }

　　以上代码的作用是把用户发送给单片机数据再返回给用户。运行效果如下图：

 
　　我们可以看到，用户向单片机发送了10个字符，单片机向串口助手返回了这10个数据。但是以上程序只能实现一次，当我们再次向单片机发送数据时，单片机却不再返回数据。这是因为我们在中断函数中取消了中断使能，所以导致了进入一次中断后，中断被关闭，无法再次进入中断的现象。为了实现多次数据返回，我们要在中断处理函数中添加一行代码： 

1  void USART1_IRQHandler(void)
2  {
3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志，取消中断使能，并间接调用回调函数
4    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //添加的一行代码
5  }

　　这样就可以实现多次数据返回了，新的执行结果如下图：

　

　　可见，函数HAL_UART_Receive_IT还有中断使能的作用。这一功能的实现我们可以在HAL_UART_Receive_IT函数中找到。

 方法2：改造中断处理函数

　　①首先在主函数中进入主循环前的位置调用一次 HAL_UART_Receive_IT函数，定义一个字符value作为缓冲区，参数Size设定为1。即每接收1个字符，就进入一次回调函数。使得进入回调函数的频率与进入中断处理函数的频率相同。这样，我们就可以直接在中断函数中对接收的数据进行处理了。

　　②注册中断函数  　　

 1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: ";
 2   uint8_t getBuffer[10];
 3   uint8_t Enter[] = "\r\n";
 4   void USARTx_IRQHandler(void)
 5   {
 6    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志，取消中断使能，并间接调用回调函数
 7    
 8    getBuffer[countOfGetBuffer++] = value; 
 9    if(countOfGetBuffer == 10)
10    {
11     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK);
12     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, countOfGetBuffer, 5000)!= HAL_OK);
13     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK);
14     countOfGetBuffer = 0;
15    }
16    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //由于接收中断是每接收一个字符便进入一次，所以这一行代码必须添加，否则只能接收一个字符，而无法接收整个字符串
17   }

　　以上代码的作用是接收每个来自用户的字符，并依次存入用户自定义的缓冲区中，数量达到10个后，将缓冲区中的所有数据返回给用户，同时清空计数，准备接下来10个字符的接收。运行效果如下图：

 

写在最后

　　看完本文，大家可能对回调函数和中断处理函数的关系产生了疑问。其实是这样的，单片机每完成接收一个字符，就会进入一次中断处理函数，而在中断处理函数中，我们又调用了函数“void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)”，该函数会间接调用回调函数，也就是说回调函数是由中断处理函数间接调用的。而函数“HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)”决定了中断处理函数调用回调函数的频率，若Size为1，则每进入一次中断处理函数都会调用一次回调函数；若Size为10，则每第十次进入中断处理函数时，才会调用回调函数。方法2使用了标准库中断处理数据的思想。

串口发送功能：

uint8_t TxData[10]= "01234abcde";
HAL_UART_Transmit(&huart2,TxData,10,0xffff);//把TxData的内容通过uart2发送出去，长度是10，timeout的时间是最大值0xffff

串口接收功能1：

uint8_t value='F';
HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&value,1,1000);//在这个语句停留1000ms内等待接收1个字节数据，把数据存放在value中

串口接收功能2：

HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1);//程序不会在这个语句停留，直接会按照中断方式把接收数据存放在value中，但是这个语句只能使能一次串口中断。所以要在中断服务函数或者回调函数中重新使能

串口接收功能3：

if(HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1) != HAL_OK){    //这一句写在main函数的while(1)上面。用于启动程序启动一次中断接收
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&"ERROR\r\n",7,10);    
        while(1);
} 

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&"\r\ninto HAL_UART_RxCpltCallback\r\n",32,0xffff);    //验证进入这个函数了
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&value,1,0xffff);　　　　　　//把接收到的数据通过串口发送出去        
    HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)&value,1);　　　　　　　　//重新打开串口中断
}

串口DMA发送

DMA的TX要这样设置

    uint8_t txData[] = {"HelloWorld\r\n"};
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,txData,sizeof(txData));//可以通过DMA把数据发出去

 DMA接收

if(HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)rxData, sizeof(rxData)-1) != HAL_OK)//main函数while(1)前，启动一次DMA接收
    {
        Error_Handler();
    }

 串口回调函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle){
    
    uint8_t temp[] = {"\r\nin Callback\r\n"};
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,temp,sizeof(temp)-1);//可以通过DMA把数据发出去
    
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)rxData, sizeof(rxData)-1);    //重新使能接收    
}

 main函数while(1)中不断输出rxData值

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,rxData,sizeof(rxData)-1);//可以通过DMA把数据发出去