文章目录

摘要
生成工程
- 配置外设
- - 1、配置时钟与Debug
  - 2、配置串口与DMA
  - 3、配置定时器与中断
- 配置时钟树
- 配置工程设置
- 点击`GENERATE CODE`生成工程
修改源码
- 配置软中断
- 配置串口
- - 声明变量
  - 重定向printf
  - 实现IDLE中断处理
  - 封装DMA串口发送函数
  - 实现串口数据处理函数
  - 实现外部中断EXTI0回调函数
- 添加IDLE中断处理函数到串口中断回调函数
- 启动串口接收
- 实现定时器中断回调
添加用户代码
编译下载工程
异常问题与解决方法

摘要

记录一下如何配置一个好用的工程模板，工程模板启动串口1通信，串口使用DMA方式收发，使用IDLE中断实现不定长数据的接收发送。通过软中断实现串口数据收发处理的实时性，能够在接收到一帧串口数据后立刻触发串口数据处理中断。
相关工程源码已推送到Gitee：STM32-code

生成工程

这里以STM32F103C8T6单片机为例，其他型号的单片机配置方法大同小异。

配置外设

1、配置时钟与Debug

打开STM32CubeMX，选择一款单片机，使能SWD调试功能。启动外部高速时钟源。

2、配置串口与DMA

打开USART1配置界面，启动异步通信，设定波特率115200Bits/s，勾选串口1全局中断，添加USART1_RX与USART1_TXDMA请求。

3、配置定时器与中断

使能定时器TIM1功能，将定时器配置为1ms中断，根据查阅STM32数据手册，可知TIM1挂在APB2时钟总线上，最大值频率为72Mhz，所以这里我们将定时器时钟源设为内部时钟源，定时器分频值为72-1，分频后的频率为1Mhz，定时器重载值为1000-1；就可以将定时器中断配置为每经过1ms，进入一次定时器中断，使能定时器中断。

选择TIM1.。

启用内部时钟源。

设定定时器72分频，分频后定时器时钟频率为1Mhz。

定时器重载值1000次，每经过1ms进入一次中断。

使能自动重载。

使能定时器更新中断，某些单片机的定时器不能单独使能更新中断，只有全局中断TIMx global interrupt，那么使能全局中断即可。

配置时钟树

进入时钟配置界面。设定外部晶振频率，时钟源和系统主频。

根据实际情况设定外部晶振频率，这里我使用的外部晶振频率是8MHz。

设定PLL时钟源为外部时钟源。

设定系统时钟来自于PLL时钟。

设定系统主频HCLK为72MHz，确定后，软件自动配置时钟树的各个分频值。

注意：画红框的地方表示挂接定时器TIM1的时钟线APB2时钟速度为72Mhz，定时器配置时设定的分频值与此相同。

配置工程设置

进入Project Manager界面。

先配置工程目录。

选择工程保存的位置。

设定工程名称。

选择开发环境，这里我使用的时Keil-MDK，所以选择MDK-ARM。

代码生成设置。

选则仅复制需要使用的库文件，如果选择第一项复制全部文件，后期编译代码时会比较慢。

将各个外设初始化函数放在单独的.c/.h文件中,如果不选，则所有外设的初始化函数都放在main.c文件中。

点击`GENERATE CODE`生成工程

修改源码

配置软中断

软中断的详细配置说明请转STM32CubeMX系列教程6：外部中断EXTI与软中断SWI查阅。
打开main.c文件，在while(1)循环前的/* USER CODE BEGIN 2 */ 与/* USER CODE END 2 */之间加入软中断配置语句，这里我使用外部中断线0作为软中断。并设定中断0的抢占优先级为最低，仅高于主循环。以免打断其他中断。如果对串口处理优先级有要求，可以调高。

  /* USER CODE BEGIN 2 */EXTI->IMR |= 1<<0;                HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 15, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);/* USER CODE END 2 */

配置串口

声明变量

打开usart.c文件，在文件头/* USER CODE BEGIN 0 */与/* USER CODE END 0 */之间声明一些变量。

/* USER CODE BEGIN 0 */volatile uint8_t rx1_len = 0;  //接收一帧数据的长度
volatile uint8_t rec1_end_flag = 0; //一帧数据接收完成标志
uint8_t rx1_buffer[BUFFER_SIZE]={0};  //接收数据缓存数组/* USER CODE END 0 */

打开usart.h文件，在文件头/* USER CODE BEGIN Includes */与/* USER CODE END Includes */之间对刚才在usart.c文件中声明的变量做外部声明，使别的.c文件也可使使用这些变量，添加stdio.h和string.h两个头文件。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#define BUFFER_SIZE  500        extern volatile uint8_t rx1_len;  //接收一帧数据的长度
extern volatile uint8_t rec1_end_flag; //一帧数据接收完成标志
extern uint8_t rx1_buffer[BUFFER_SIZE];  //接收数据缓存数组void Usart1_Handle(void);
void DMA_Usart1_Send(uint8_t *buf,uint8_t len);//串口发送封装
void Usart1_IDLE(void);/* USER CODE END Includes */

BUFFER_SIZE表示串口每帧数据的最大长度这里时500个字节。
后面的这三个函数，是后面将要实现的函数，这里先做外部声明，后面在usart.c文件中实现。

重定向printf

在usart.c文件中，在上面声明变量的后面，/* USER CODE END 0 */的前面，写入下面的代码，重定向printf到串口1上。

#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)
{   while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   USART1->DR=(uint8_t)ch;      return ch;
}
#endif

注意：在重定义fputc()函数中，USART1->SR和USART1->DR两个寄存器分别为串口1的状态寄存器和数据寄存器，不同型号的单片机这两个寄存器的名称不通，会引起编译报错找不到该寄存器，可查阅单片机寄存器手册找到正确的寄存器名称进行修改，其他代码不用变。如果要重定向到其他串口，仅需修改这两个寄存器即可。

实现IDLE中断处理

在usart.c文件下面，找到/* USER CODE BEGIN 1 */与/* USER CODE END 1 */之间，写入IDLE中断处理函数。

/* USER CODE BEGIN 1 */
void Usart1_IDLE(void)      //USART1的IDLE接收
{uint32_t tmp_flag = 0;uint32_t temp;tmp_flag =__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); //获取IDLE标志位if((tmp_flag != RESET))//idle标志被置位{__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除标志位HAL_UART_DMAStop(&huart1); //  停止DMA传输，防止temp  =  __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);// 获取DMA中未传输的数据个数rx1_len =  BUFFER_SIZE - temp; //总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个数rec1_end_flag = 1;  // 接受完成标志位置1    EXTI->SWIER |= 1<<0;        //触发软中断}
}

void Usart1_IDLE(void)中判断IDLE标志位是否为真，如果为真则代表已经接收完成一帧数据，清除标志位并进行后面的处理。
接收完成1帧数据后，向CPU发起中断，让CPU前往串口处理函数中处理接收到的数据。

封装DMA串口发送函数

在void Usart1_IDLE(void)函数的下面，实现DMA发送的函数，供其他函数使用。

void DMA_Usart1_Send(uint8_t *buf,uint8_t len) //串口发送封装
{if(len == 0) return;HAL_StatusTypeDef sta = HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,buf,len);if(sta != HAL_OK) //判断是否发送正常，如果出现异常则进入异常中断函数{Error_Handler();}
}

实现串口数据处理函数

在void DMA_Usart1_Send(uint8_t *buf,uint8_t len)函数下面，实现串口数据处理函数。这里是将收到的数据再发回去，不需要的可以删除。

void Usart1_Handle()     //USART1对接收的一帧数据进行处理
{DMA_Usart1_Send(rx1_buffer, rx1_len);  //将接收到的数据重新发送回去。rx1_len = 0;//清除计数rec1_end_flag = 0;//清除接收结束标志位HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx1_buffer,BUFFER_SIZE);//重新打开DMA接收
}

实现外部中断EXTI0回调函数

在void Usart1_Handle()函数下面，也是/* USER CODE END 1 */的上面，实现终端回调，当CPU收到中断申请时，将会执行下面的函数。

void EXTI0_IRQHandler(void)
{if(EXTI->PR & 1<<0){  //判断中断线是否为EXTI0EXTI->PR |= 1<<0;  //清除中断线Usart1_Handle(); //调用串口中断处理函数}
}
/* USER CODE END 1 */

在函数中判断是否为中断线0，如果是EXTI0，则清除中断标志，并执行串口数据处理函数。

添加IDLE中断处理函数到串口中断回调函数

打开stm32f1xx_it.c文件，在文件头加入usart.h头文件。否则不能调用usart.c中的函数。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "usart.h"
/* USER CODE END Includes */

在stm32f1xx_it.c文件中找到void USART1_IRQHandler(void)函数，在函数中加入Usart1_IDLE();函数。

  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */Usart1_IDLE();/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */

启动串口接收

打开main.c文件，在while(1)循环前的/* USER CODE BEGIN 2 */ 与/* USER CODE END 2 */中，配置软中断语句的后面，加入启动串口接收与启动定时器的语句。

    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);          //使能IDLE中断HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx1_buffer,BUFFER_SIZE);        //启动串口DMA接收HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);                                           //启动定时器1

实现定时器中断回调

打开tim.c文件，在文件末尾加入中断回调函数。判断是否时TIM1触发了中断

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim == &htim1)   //判断是否时TIM1触发中断{}
}
/* USER CODE END 1 */

添加用户代码

在main.c中声明一个全局变量task1用作一个间隔执行的任务标志。并在main.h中做外部声明。
在主循环中，判断task1是否等于500；如果大于等于500，则清空task1并执行printf("hello world\r\n")语句。

      if(task1>=500){task1 = 0;printf("hello world\r\n");}

打开timc文件，在定时器回调函数中写入task1自增的语句。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim == &htim1)  //判断是否时TIM1触发中断{task1++;}
}

编译下载工程

相关工程源码已推送到Gitee：STM32-code
可以看到，系统复位后，单片机循环发出数据，并对接收到的数据进行返回。

异常问题与解决方法

系统复位后能够接收到单片机发送的数据，但串口助手向单片机发送数据后，单片机卡死。

检查串口接收是否打开。

检查IDLE中断是否打开。

检查IDLE中断处理函数是否加入串口中断回调函数。

检查软中断配置是否正常。

检查软中断处理函数名称是否与启动文件startup_stm32f103xb.s中对应的中断线回调函数名称相同。

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