STM32Cube-USART

本章以串口为例讲解，HAL 库轮询，中断，DMA 三种编程模型。

1.前情回顾

在串行通信中，一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束。在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。波特率就是每秒钟传输的数据位数。

常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。我们通常使用的是异步通信.异步通信规定传输的数据格式由起始位（start bit）、数据位（data bit）、奇偶校验位（parity bit）和停止位（stop bit）组成。

2.重定义printf函数

打开STM32CubeMX新建工程，选择STM32F103ZE芯片，选择外部高速晶振（HSE）。USART1选择为异步通信方式。PA10设置RX接收，PA9设置为TX发送。

配置时钟

串口配置设置波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1.其他参数默认。

生成报告以及代码，编译程序。在usart.c文件中可看到串口1的初始化函数MX_USART1_UART_Init(void)，以及管脚配置函数HAL_UART_MspInit()。

C语言中的标准库中所用的标准输出函数，默认的输出设备是显示器，要实现串口或LCD的输出，必须重新定义标准库函数里与输出函数相关的函数。例如:printf输出到串口，需要将fputc里面的输出指向串口(重定向),方法如下:只要自己添加一个int fputc(int ch, FILE *f)函数，能够输出字符就可以了。

在usart.c文件后面添加如下代码

其中HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);这个语句表示通过串口1发个一个字符。ch为字符的存储地址，0xFFFF为超时时间。在stm32f10xx_hal_uart.c文件中可以找到HAL_UART_Transmit函数。

在main.c文件中添加应用函数。

编译程序并下载到开发板。用USB线连接开发板到电脑，在电脑上打开串口调试助手。选择对应的串口号，设置波特率为115200。会接收到如图信息。

打开stm32f1xx_hal_uart.h头文件，在文件后最后面可以看到有如下操作串口的函数。

串口的发送接收函数：

HAL_UART_Transmit();串口轮询模式发送,使用超时管理机制。

HAL_UART_Receive();串口轮询模式接收,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_Receive_DMA();串口DMA模式接收

串口相关的中断函数:

HAL_UART_TxHalfCpltCallback():一半数据(half transfer)发送完成后，通过中断处理函数调用。

HAL_UART_TxCpltCallback():发送完成后，通过中断处理函数调用。

HAL_UART_RxHalfCpltCallback():一半数据(half transfer)接收完成后，通过中断处理函数调用。

HAL_UART_RxCpltCallback():接收完成后，通过中断处理函数调用。

HAL_UART_ErrorCallback()：传输过程中出现错误时，通过中断处理函数调用。

可看到串口发送和接收有三种通信模式：

第一种是上面用到的轮询的模式。CPU不断查询IO设备，如设备有请求则加以处理。例如CPU不断查询串口是否传输完成，如传输超过则返回超时错误。轮询方式会占用CPU处理时间，效率较低。

第二种就是中断控制方式。当I/O操作完成时，输入输出设备控制器通过中断请求线向处理器发出中断信号，处理器收到中断信号之后，转到中断处理程序，对数据传送工作进行相应的处理。

第三种就是直接内存存取技术（DMA）方式。所谓直接传送，即在内存与IO设备间传送一个数据块的过程中，不需要CPU的任何中间干涉，只需要CPU在过程开始时向设备发出“传送块数据”的命令，然后通过中断来得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪。

3.中断模式。

打开STM32CubeMX重新建工程，配置和前面一样。只是这个工程中，开启了串口中断。

生成报告以及代码，编译程序。在main函数前面添加两个数组变量。

在main函数中添加两个语句通过串口中断发送aTxStartMessage数组的数据和接收数据10个字符，保存在数组aRxBuffer中。

在main.c文件后面添加中断接收完成回调函数。中断回调函数中将接收到的数据又通过串口发送回去。

编译程序并下载到开发板。用USB线连接开发板到电脑，在电脑上打开串口调试助手。选择对应的串口号，设置波特率为115200。按下复位按键会接收到aTxStartMessage数组的数据。通过串口助手发送10个字符，串口助手回显示发送的数据。注意：串口要发够10个字符串，才会触发中断。少于10个字符则不会触发中断，串口不会显示发送的数据。超过10个字符，串口只会发送10个字符回来显示。

上面是指定数据长度接收，而且中断接收函数放在while外面只能接受一次。接下来实现串口+DMA+空闲中断接收不定长数据。

本章节文档：https://download.csdn.net/download/zdw6868/10655193

配置如下，其他配置跟上面一样

添加应用程序

Usart.h中

Usart.c

Stm32f1xx_.c

Main.c

编译程序并下载到开发板。

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