文章目录

一.串口中断介绍
- 1、串口发送/接收函数
- 2.串口中断函数
- 3、串口查询函数
二.中断方式串口通信
- 1.题目要求
- 2.工程建立
- 3.代码编写
- 4.烧录与结果演示
三.DMA介绍
- 1.DMA简介
- 2.DMA的应用场景
- 3.DMA传输方式
- 4.DMA框图
- 5.DMA方式的接口函数
四.DMA串口通信
- 1.工程建立
- 2.代码编写
五.总结

一.串口中断介绍

UART结构体定义
UART_HandleTypeDef huart1;

1、串口发送/接收函数

HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收

串口发送数据

HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

2.串口中断函数

HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart); //串口中断处理函数
HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送中断回调函数
HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送一半中断回调函数（用的较少）
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口接收中断回调函数
HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数（用的较少）
HAL_UART_ErrorCallback();串口接收错误函数

串口接收中断回调函数

注意：HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改。

HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

串口中断处理函数，对接收到的数据进行判断和处理判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用，如果接收数据，则会进行接收中断处理函数，如果发送数据，则会进行发送中断处理函数

HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);

3、串口查询函数

HAL_UART_GetState(); 判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌

二.中断方式串口通信

由于笔者上一篇博客已经讲述了中断的原理故而这里不再赘述，https://blog.csdn.net/weixin_64559251/article/details/127455380?spm=1001.2014.3001.5501

1.题目要求

采用串口中断方式重做上周的串口通信作业，分别实现：1）当stm32接收到字符“s”时，停止持续发送“hello windows!”; 当接收到字符“t”时，持续发送“hello windows!”（提示：采用一个全局标量做信号灯）；2）当stm32接收到字符“stop stm32!”时，停止持续发送“hello windows!”; 当接收到字符“go stm32!”时，持续发送“hello windows!”(提示：要将接收到的连续字符保存到一个字符数组里，进行判别匹配。写一个接收字符串的函数。

2.工程建立

（1）在STMCubeMX主界面，创建新项目，点击ACCEE TO MCU SELECTOR

（2）在part name里选择自己的芯片(一般选择直接搜索所需芯片)，本文采用STM32F103C8T6点击信息栏中的具体芯片信息选中，点击start project

（3）设置RRC，设置高速外部时钟HSE，选择外部时钟源

（4）设置串口
1）点击USART1
2）设置MODE为异步通信
3）基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1，接收和发送都使能
4）GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX（这里一般自动设置好了）
5） NVIC Settings 一栏使能接收中断

可发现引脚已自动配置如下图

（5）时钟设置

3.代码编写

在main.c和usart.c中添加头文件#include "stdio.h"
（1）在usart.c文件中，添加如下代码，进行重定义

/* USER CODE BEGIN 1 *///加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
//#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#if 1
//#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{ int handle;
}; FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{ x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0x0001);  return ch;
}
#endif/* USER CODE END 1 */

（2）main.c主函数中，添加发送数据

 while (1){/* USER CODE END WHILE */if(flag==1){printf("Hello windows!\r\n");HAL_Delay(500);}/* USER CODE BEGIN 3 */}

（3）在main.c中添加如下定义，用来接收串口数据

void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
uint8_t aRxBuffer;         //接收中断缓冲
uint8_t Uart1_RxBuff[256];     //接收缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;        //接收缓冲计数
uint8_t str1[20] = "stop stm32";
uint8_t str2[20] = "go stm32"; //定义需要识别的字符串
uint8_t   cAlmStr[] = "数据溢出(大于256)\r\n";
int flag=1;

（4）添加开启接收中断的语句

/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
/* USER CODE END 2 */

（5）在main.c下部添加中断回调函数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{/* Prevent unused argument(s) compilation warning */UNUSED(huart);/* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file*//*if(Uart1_RxBuff[0]=='s'){flag=0;}if(Uart1_RxBuff[0]=='t'){flag=1;}*/if (strcmp(Uart1_RxBuff, str1) == 0) flag = 0;if (strcmp(Uart1_RxBuff, str2) == 0) flag = 1;if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断{Uart1_Rx_Cnt = 0;memset(Uart1_RxBuff,0x00,sizeof(Uart1_RxBuff));HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&cAlmStr, sizeof(cAlmStr),0xFFFF);  }else{Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存if((Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位{HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Uart1_RxBuff, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去Uart1_Rx_Cnt = 0;memset(Uart1_RxBuff,0x00,sizeof(Uart1_RxBuff)); //清空数组}}HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
}

这里读者只需要修改一下注释行，便可实现要求（1）和要求（2）了

4.烧录与结果演示

编译后不报错，烧录即可，注意烧录时注意烧录是boot0接1

串口通信（1）

串口通信（2）

三.DMA介绍

1.DMA简介

DMA，全称Direct MemoryAccess，即直接存储器访问

CPU无时不刻的在处理着大量的事务，但有些事情却没有那么重要，比方说数据的复制和存储数据，如果我们把这部分的CPU资源拿出来，让CPU去处理其他的复杂计算事务，是不是能够更好的利用CPU的资源呢？

因此：转移数据（尤其是转移大量数据）是可以不需要CPU参与。比如希望外设A的数据拷贝到外设B，只要给两种外设提供一条数据通路，直接让数据由A拷贝到B 不经过CPU的处理。

2.DMA的应用场景

DMA的作用就是实现数据的直接传输，而去掉了传统数据传输需要CPU寄存器参与的环节，主要涉及四种情况的数据传输，但本质上是一样的，都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域（外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元）。四种情况的数据传输如下：

外设到内存
内存到外设
内存到内存
外设到外设

3.DMA传输方式

普通模式
传输结束后（即要传输数据的数量达到零），将不再产生DMA操作。若开始新的DMA传输，需在关闭DMA通道情况下，重新启动DMA传输。
循环模式
可用于处理环形缓冲区和连续数据流（例如ADC扫描模式）。当激活循环模式后，每轮传输结束时，要传输的数据数量将自动用设置的初始值进行加载，并继续响应DMA请求。

4.DMA框图

5.DMA方式的接口函数

四.DMA串口通信

1.工程建立

新建过程跟上述一样，这里笔者不再赘述
（1）设置RRC

（2）设置串口USART1,同时可查看波特率等设置是否正确

（3）使能中断选择

（4）DMA设置

（5）分别点击两个通道，查看模式设置是否为Normal，右侧Memory是否选中

（6）在System view下选择DMA，并ADD通道MEMTOMEM

（7）时钟设置

2.代码编写

（1）在main.c文件添加代码

uint8_t Senbuff[] = "Hello world！\r\n";  //定义数据发送数组

（2）在main.c文件添加代码

  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)Senbuff, sizeof(Senbuff));HAL_Delay(1000);

（3）编译无错误后，烧录运行即可

五.总结

至此笔者已经将串口通信的三种方式分别演示了一遍，轮询，中断以及DMA。在此次实验中笔者更为深入地了解到了串口通信，也发现了DMA的妙用，DMA传输过程不占用CPU资源，可以边传输边运行其他任务，更加高效。在今后我们也可以多加练习，多加运用，对这些内容进行更为深入的体会，笔者也会继续努力。

参考

1.https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/121076618?spm=1001.2014.3001.5502
2.https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/110138564
3.https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/104827639/

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