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前面三章介绍了 STM32F4 的 IO 口操作。这一章我们将学习 STM32F4 的串口，教大家如

何使用 STM32F4 的串口来发送和接收数据。本章将实现如下功能：STM32F4 通过串口和上位

机的对话，STM32F4 在收到上位机发过来的字符串后，原原本本的返回给上位机。本章分为如

下几个小节：

9.1 STM32F4 串口简介

9.2 硬件设计

9.3 软件设计

9.4 下载验证

9.1 STM32F4 串口简介

串口作为 MCU 的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段，其重要性不言而喻。

现在基本上所有的 MCU 都会带有串口，STM32 自然也不例外。

STM32F4 的串口资源相当丰富的，功能也相当强劲。ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板

所使用的 STM32F407ZGT6 最多可提供 6 路串口，有分数波特率发生器、支持同步单线通信和

半双工单线通讯、支持 LIN、支持调制解调器操作、智能卡协议和 IrDA SIR ENDEC 规范、具

有 DMA 等。

5.3 节对串口有过简单的介绍，大家看这个实验的时候记得翻过去看看。接下来我们将主要

从库函数操作层面结合寄存器的描述，告诉你如何设置串口，以达到我们最基本的通信功能。

本章，我们将实现利用串口 1 不停的打印信息到电脑上，同时接收从串口发过来的数据，把发

送过来的数据直接送回给电脑。探索者 STM32F4 开发板板载了 1 个 USB 串口和 2 个 RS232 串

口，我们本章介绍的是通过 USB 串口和电脑通信。

在 4.4.章节端口复用功能已经讲解过，对于复用功能的 IO，我们首先要使能 GPIO 时钟，

然后使能相应的外设时钟，同时要把 GPIO 模式设置为复用。这些准备工作做完之后，剩下的

当然是串口参数的初始化设置，包括波特率，停止位等等参数。在设置完成只能接下来就是使

能串口，这很容易理解。同时，如果我们开启了串口的中断，当然要初始化 NVIC 设置中断优先

级别，最后编写中断服务函数。

串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：

1) 串口时钟使能，GPIO 时钟使能。

2) 设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。

3) GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。

4) 串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。

5) 开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。

6) 使能串口。

7) 编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。

下面，我们就简单介绍下这几个与串口基本配置直接相关的几个 HAL 库函数。这些函数

和定义主要分布在 stm32f4xx_hal_usart.h 和 stm32f4xx_hal_usart.c 文件中。

1) 串口时钟和 GPIO 时钟使能。

串口作为 STM32 的一个外设，HAL 库为其配置了串口初始化函数。接下来我们看看串口

初始化函数 HAL_UART_Init 相关知识，定义如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart);

该函数只有一个入口参数 huart，为 UART_HandleTypeDef 结构体指针类型，我们俗称其为

串口句柄，它的使用会贯穿整个串口程序。一般情况下，我们会定义一个 UART_HandleTypeDef

结构体类型全局变量，然后初始化各个成员变量。接下来我们看看结构体 UART_HandleTypeDef

的定义：

typedef struct

{

USART_TypeDef *Instance;

UART_InitTypeDef Init;

uint8_t *pTxBuffPtr;

uint16_t TxXferSize;

uint16_t TxXferCount;

uint8_t *pRxBuffPtr;

uint16_t RxXferSize;

uint16_t RxXferCount;

DMA_HandleTypeDef *hdmatx;

DMA_HandleTypeDef *hdmarx;

HAL_LockTypeDef Lock;

__IO HAL_UART_StateTypeDef State;

__IO uint32_t ErrorCode;

}UART_HandleTypeDef;

该结构体成员变量非常多，一般情况下载调用函数 HAL_UART_Init 对串口进行初始化的

时候，我们只需要先设置 Instance 和 Init 两个成员变量的值。接下来我们依次解释一下各个成

员变量的含义。

Instance 是 USART_TypeDef 结构体指针类型变量，它是执行寄存器基地址，实际上这个基

地址 HAL 库已经定义好了，如果是串口 1，取值为 USART1 即可。

Init 是 UART_InitTypeDef 结构体类型变量，它是用来设置串口的各个参数，包括波特率，

停止位等，它的使用方法非常简单。UART_InitTypeDef 结构体定义如下：

typedef struct

{

uint32_t BaudRate; //波特率

uint32_t WordLength; //字长

uint32_t StopBits; //停止位

uint32_t Parity; //奇偶校验

uint32_t Mode; //收/发模式设置

uint32_t HwFlowCtl; //硬件流设置

uint32_t OverSampling; //过采样设置

}UART_InitTypeDef

该结构体第一个参数 BaudRate 为串口波特率，波特率可以说是串口最重要的参数了，它用

来确定串口通信的速率。第二个参数 WordLength 为字长，可以设置为 8 位字长或者 9 位字长，

这里我们设置为 8 位字长数据格式 UART_WORDLENGTH_8B。第三个参数 StopBits 为停止位

设置，可以设置为 1 个停止位或者 2 个停止位，这里我们设置为 1 位停止位 UART_STOPBITS_1。

第四个参数 Parity 设定是否需要奇偶校验，我们设定为无奇偶校验位。第五个参数 Mode 为串

口模式，可以设置为只收模式，只发模式，或者收发模式。这里我们设置为全双工收发模式。

第六个参数 HwFlowCtl 为是否支持硬件流控制，我们设置为无硬件流控制。第七个参数

OverSampling 用来设置过采样为 16 倍还是 8 倍。

pTxBuffPtr，TxXferSize 和 TxXferCount 三个变量分别用来设置串口发送的数据缓存指针，

发送的数据量和还剩余的要发送的数据量。而接下来的三个变量 pRxBuffPtr，RxXferSize 和

RxXferCount 则是用来设置接收的数据缓存指针，接收的最大数据量以及还剩余的要接收的数

据量。这六个变量是 HAL 库处理中间变量，详细使用方法在我们讲解中断服务函数的时候给

大家讲解。

hdmatx 和 hdmarx 是串口 DMA 相关的变量，指向 DMA 句柄，这里我们先不讲解。

其他的三个变量就是一些 HAL 库处理过程状态标志位和串口通信的错误码。

函数 HAL_UART_Init 使用的一般格式为：

UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART 句柄

UART1_Handler.Instance=USART1; //USART1

UART1_Handler.Init.BaudRate=115200; //波特率

UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B; //字长为 8 位格式

UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1; //一个停止位

UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE; //无奇偶校验位

UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE; //无硬件流控

UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX; //收发模式

HAL_UART_Init(&UART1_Handler); //HAL_UART_Init()会使能 UART1

这里我们需要说明的是，函数 HAL_UART_Init 内部会调用串口使能函数使能相应串口，

所以调用了该函数之后我们就不需要重复使能串口了。当然，HAL 库也提供了具体的串口使能

和关闭方法，具体使用方法如下：

__HAL_UART_ENABLE(handler); //使能句柄 handler 指定的串口

__HAL_UART_DISABLE(handler); //关闭句柄 handler 指定的串口

这里还需要提醒大家，串口作为一个重要外设，在调用的初始化函数 HAL_UART_Init 内

部，会先调用 MSP 初始化回调函数进行 MCU 相关的初始化，函数为：

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart);

我们在程序中，只需要重写该函数即可。一般情况下，该函数内部用来编写 IO 口初始化，

时钟使能以及 NVIC 配置。

2）GPIO 口初始化设置（速度，上下拉等）以及复用映射配置

我们在跑马灯实验中讲解过，在 HAL 库中 IO 口初始化参数设置和复用映射配置是在函数

HAL_GPIO_Init 中一次性完成的。这里大家只需要注意，我们要复用 PA9 和 PA10 为串口发送

接收相关引脚，我们需要配置 IO 口为复用，同时复用映射到串口 1。配置源码如下：

GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10; //PA9/PA10

GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出

GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉

GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST; //高速

GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF7_USART1; //复用为 USART1

HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化 PA9/PA10

3）开启串口相关中断，配置串口中断优先级

HAL 库中定义了一个使能串口中断的标识符__HAL_UART_ENABLE_IT，大家可以把它当

一个函数来使用，具体定义请参考 HAL 库文件 stm32f4xx_hal_uart.h 中该标识符定义。例如我

们要使能接收完成中断，方法如下：

__HAL_UART_ENABLE_IT(huart,UART_IT_RXNE); //开启接收完成中断

第一个参数为我们步骤 1 讲解的串口句柄，类型为 UART_HandleTypeDef 结构体类型。第

二个参数为我们要开启的中断类型值，可选值在头文件 stm32f4xx_hal_uart.h 中有宏定义。

有开启中断就有关闭中断，操作方法为：

__HAL_UART_DISABLE_IT(huart,UART_IT_RXNE); //关闭接收完成中断

对于中断优先级配置，方法就非常简单，详细知识情参考 4.5 小节相关知识。参考方法为：

HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); //使能 USART1 中断通道

HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3); //抢占优先级 3，子优先级 3

4） 编写中断服务函数

串口 1 中断服务函数为：

void USART1_IRQHandler(void) ;

当发生中断的时候，程序就会执行中断服务函数。然后我们在中断服务函数中编写们相应

的逻辑代码即可。HAL 库实际上对中断处理过程进行了完整的封装，具体内容我们在 8.3 小节

通过结合实验源码给大家详细讲解。

5） 串口数据接收和发送

STM32F4 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的，这是一个双寄存器，包

含了 TDR 和 RDR。当向该寄存器写数据的时候，串口就会自动发送，当收到数据的时候，也

是存在该寄存器内。HAL 库操作 USART_DR 寄存器发送数据的函数是：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart,

uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

通过该函数向串口寄存器 USART_DR 写入一个数据。

HAL 库操作 USART_DR 寄存器读取串口接收到的数据的函数是：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart,

uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

通过该函数可以读取串口接受到的数据。

通过以上一些寄存器的操作外加一下 IO 口的配置，我们就可以达到串口最基本的配置了，

关于串口更详细的介绍，请参考《STM32F4XX 中文参考手册》第 676 页至 720 页，通用同步

异步收发器这一章节。

9.2 硬件设计

本实验需要用到的硬件资源有：

1） 指示灯 DS0

2） 串口 1

串口 1 之前还没有介绍过，本实验用到的串口 1 与 USB 串口并没有在 PCB 上连接在一起，

需要通过跳线帽来连接一下。这里我们把 P6 的 RXD 和 TXD 用跳线帽与 PA9 和 PA10 连接起

来。如图 9.2.1 所示：

连接上这里之后，我们在硬件上就设置完成了，可以开始软件设计了。

9.3 软件设计

本章的代码设计，比前两章简单很多，因为我们的串口初始化代码和接收代码就是用我们

之前介绍的 SYSTEM 文件夹下的串口部分的内容。这里我们对代码部分稍作讲解。

打开串口实验工程，然后在SYSTEM组下双击usart.c，我们就可以看到该文件里面的代码，

先介绍 uart_init 函数，该函数代码如下：

//初始化 IO 串口 1

//bound:波特率

void uart_init(u32 bound)

{

//UART 初始化设置

UART1_Handler.Instance=USART1; //USART1

UART1_Handler.Init.BaudRate=bound; //波特率

UART1_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B; //字长为 8 位数据格式

UART1_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1; //一个停止位

UART1_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE; //无奇偶校验位

UART1_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE; //无硬件流控

UART1_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX; //收发模式

HAL_UART_Init(&UART1_Handler); //HAL_UART_Init()会使能 UART1

HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);

//该函数会开启接收中断：标志位 UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以

//及接收缓冲接收最大数据量

}

该函数实现的是我们 8.1 小节讲解的步骤 1 的内容。同时这里大家需要注意，最后一行代码调

用函数 HAL_UART_Receive_IT，作用是开启接收中断，同时设置接收的缓存区以及接收的数

据量，对于这个缓冲我们在后面会给大家讲解它的作用。

串口 MSP 函数 HAL_UART_MspInit 函数我们自定义了其内容，代码如下：

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)

{

//GPIO 端口设置

GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

if(huart->Instance==USART1) //如果是串口 1，进行串口 1 MSP 初始化

{

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能 GPIOA 时钟

__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); //使能 USART1 时钟

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9; //PA9

GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出

GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉

GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST; //高速

GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF7_USART1; //复用为 USART1

HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化 PA9

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; //PA10

HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化 PA10

#if EN_USART1_RX

HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); //使能 USART1 中断通道

HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3); //抢占优先级 3，子优先级 3

#endif

}

}

该函数代码实现的是我们 8.1 小节讲解的步骤 2 到 4 的内容。这里大家需要注意，在该段

代码中，通过判断宏定义标识符 EN_USART1_RX 的值来确定是否开启串口中断通道和设置串

口 1 中断优先级。标识符 EN_USART1_RX 在头文件 usart.h 中有定义，默认情况下我们设置为

1。

#define EN_USART1_RX 1 //使能（1）/禁止（0）串口 1 接收

通过上面两个函数，我们就配置了串口相关设置。接下来就是编写中断服务函数

USART1_IRQHandler。而 HAL 库中，对中断服务函数的编写有非常严格的讲究。

首先 HAL 库定义了一个串口中断处理通用函数 HAL_UART_IRQHandler，该函数声明如下：

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);

该函数只有一个入口参数就是 UART_HandleTypeDef 结构体指针类型的串口句柄 huart，使

用我们在调用 HAL_UART_Init 函数时设置的同一个变量即可。该函数一般在中断服务函数中

调用，作为串口中断处理的通用入口。一般调用方法为：

void USART1_IRQHandler(void)

{

HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler); //调用 HAL 库中断处理公用函数

…//中断处理完成后的结束工作

}

也就是说，真正的串口中断处理逻辑我们会最终在函数 HAL_UART_IRQHandler 内部执行。

而该函数是 HAL 库已经定义好，而且用户一般不能随意修改。这个时候大家会问，那么我们

的 中 断 控 制 逻 辑 编 写 在 哪 里 呢 ？ 为 了 把 这 个 问 题 讲 解 清 楚 ， 我 们 要 来 看 看 函 数

HAL_UART_IRQHandler 内部具体实现过程。因为本章实验，我们主要实现的是串口中断接收，

也就是每次接收到一个字符后进入中断服务函数来处理。所以我们就以中断接收为例给大家讲

解。这里为了篇幅考虑，我们仅仅列出串口中断执行流程中与接收相关的源码。

函数 HAL_UART_IRQHandler 关于串口接收相关源码如下：

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)

{

uint32_t tmp1 = 0, tmp2 = 0;

…//此处省略部分代码

tmp1 = __HAL_UART_GET_FLAG(huart, UART_FLAG_RXNE);

tmp2 = __HAL_UART_GET_IT_SOURCE(huart, UART_IT_RXNE);

if((tmp1 != RESET) && (tmp2 != RESET))

{

UART_Receive_IT(huart);

}

…//此处省略部分代码

}

从代码逻辑可以看出，在函数 HAL_UART_IRQHandler 内部通过判断中断类型是否为接收

完成中断，确定是否调用 HAL 另外一个函数 UART_Receive_IT()。函数 UART_Receive_IT()的

作用是把每次中断接收到的字符保存在串口句柄的缓存指针 pRxBuffPtr 中，同时每次接收一个

字符，其计数器 RxXferCount 减 1，直到接收完成 RxXferSize 个字符之后 RxXferCount 设置为

0，同时调用接收完成回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 进行处理。为了篇幅考虑，这里我

们仅列出 UART_Receive_IT()函数调用回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 的处理逻辑，代码

如下：

static HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)

{

...//此处省略部分代码

if(--huart->RxXferCount == 0)

{

HAL_UART_RxCpltCallback(huart);

}

...//此处省略部分代码

}

最后我们列出串口接收中断的一般流程，如图 8.3.1 所示：

这里，我们再把串口接收中断的一般流程进行概括：当接收到一个字符之后，在函数

UART_Receive_IT中会把数据保存在串口句柄的成员变量pRxBuffPtr缓存中，同时RxXferCount

计数器减 1。如果我们设置 RxXferSize=10,那么当接收到 10 个字符之后，RxXferCount 会由 10

减到 0（RxXferCount 初始值等于 RxXferSize），这个时候再调用接收完成回调函数

HAL_UART_RxCpltCallback 进行处理。接下来我们看看我们的配置。

首先，我们回到用户函数 uart_init 定义可以看到，在 uart_init 函数中调用完 HAL_UART_Init

后我们还调用了 HAL_UART_Receive_IT 开启接收中断，并且初始化串口句柄的缓存相关参数。

代码如下：

HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);

而 aRxBuffer 是我们定义的一个全局数组变量，RXBUFFERSIZE 是我们定义的一个标识符：

#define RXBUFFERSIZE 1

u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];

所以，调用 HAL_UART_Receive_IT 函数后，除了开启接收中断外还确定了每次接收

RXBUFFERSIZE 个字符后标示接收结束从而进入回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 进行相

应处理。最后我们看看 HAL_UART_RxCpltCallback 函数定义：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

if(huart->Instance==USART1)//如果是串口 1

if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成

{

if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了 0x0d

{

if(aRxBuffer[0]!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始

else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了

}

else //还没收到 0X0D

{

if(aRxBuffer[0]==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;

else

{

USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=aRxBuffer[0] ;

USART_RX_STA++;

if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;

//接收数据错误,重新开始接收

}

}

}

}

}

因为我们设置了串口句柄成员变量 RxXferSize 为 1，也就是每当串口 1 发生了接收完成中

断后（接收到一个字符），就会跳到该函数执行。当串口接受到一个字符后，它会保存在缓存

aRxBuffer 中，由于我们设置了缓存大小为 1，而且 RxXferSize=1，所以每次接受一个字符，回

直接保存到 RxXferSize[0]中，我们直接通过读取 RxXferSize[0]的值就是本次接收到的字符。这

里我们设计了一个小小的接收协议：通过这个函数，配合一个数组 USART_RX_BUF[]，一个接

收状态寄存器 USART_RX_STA（此寄存器其实就是一个全局变量，由作者自行添加。由于它

起到类似寄存器的功能，这里暂且称之为寄存器） 实现对串口数据的接收管理。

USART_RX_BUF 的大小由 USART_REC_LEN 定义，也就是一次接收的数据最大不能超过

USART_REC_LEN 个字节。USART_RX_STA 是一个接收状态寄存器其各的定义如表 8.3.2 所

示：

设计思路如下：

当接收到从电脑发过来的数据，把接收到的数据保存在 USART_RX_BUF 中，同时在接收状态

寄存器（USART_RX_STA）中计数接收到的有效数据个数，当收到回车（回车的表示由 2 个字

节组成：0X0D 和 0X0A）的第一个字节 0X0D 时，计数器将不再增加，等待 0X0A 的到来，而

如果 0X0A 没有来到，则认为这次接收失败，重新开始下一次接收。如果顺利接收到 0X0A，

则标记 USART_RX_STA 的第 15 位，这样完成一次接收，并等待该位被其他程序清除，从而开

始下一次的接收，而如果迟迟没有收到0X0D，那么在接收数据超过USART_REC_LEN的时候，

则会丢弃前面的数据，重新接收。

在函数 USART1_IRQHandler 的结尾还有几行行代码，其中部分代码是超时退出逻辑，关

键逻辑代码如下：

while (HAL_UART_GetState(&UART1_Handler) != HAL_UART_STATE_READY);

while(HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, 1) != HAL_OK);

这两行代码作用非常简单。第一行代码是判断串口是否就绪，如果没有就绪就等待就绪。第二

行代码是继续调用 HAL_UART_Receive_IT 函数来开启中断和重新设置 RxXferSize 和

RxXferCount 的初始值为 1，也就是开启新的接收中断。

学到这里大家会发现，HAL 库定义的串口中断逻辑确实非常复杂，并且因为处理过程繁

琐所以效率不高。这里我们需要说明的是，在中断服务函数中，大家也可以不用调用

HAL_UART_IRQHandler 函数，而是直接编写自己的中断服务函数。串口实验我们之所以遵

循 HAL 库写法， 是为了让大家对 HAL 库有一个更清晰的理解。

如果我们不用中断处理回调函数，那么就不用初始化串口句柄的中断接收缓存，所以我们

HAL_UART_Receive_IT 函数就不用出现在初始化函数 uart_init 中，而是直接在要开启中断的

地方通过调用__HAL_UART_ENABLE_IT 单独开启中断即可。如果不用中断回调函数处理，中

断服务函数内容为：

//串口 1 中断服务程序

void USART1_IRQHandler(void)

{

u8 Res;

#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用 OS

OSIntEnter();

#endif

if((__HAL_UART_GET_FLAG(&UART1_Handler,UART_FLAG_RXNE)!=RESET))

//接收中断(接收到的数据必须是 0x0d 0x0a 结尾)

{

HAL_UART_Receive(&UART1_Handler,&Res,1,1000);

if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成

{

if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了 0x0d

{

if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始

else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了

}

else //还没收到 0X0D

{

if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;

else

{

USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;

USART_RX_STA++;

if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;

//接收数据错误,重新开始接收

}

}

}

}

HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);

#if SYSTEM_SUPPORT_OS //使用 OS

OSIntExit();

#endif

}

这段代码逻辑跟上面的中断回调函数类似，只不过这里还需要通过 HAL 库串口接收函数

HAL_UART_Receive 来获取接收到的字符进行相应的处理，这里我们就不做过多讲解。在我们

后面很多实验，为了效率和处理逻辑方便，我们会选择将接收控制逻辑直接编写在中断服务函

数内部。

HAL 库一共提供了 5 个中断处理回调函数：

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//发送完成回调函数

void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//发送完成过半

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//接收完成回调函数

void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//接收完成过半

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//错误处理回调函数

介绍完了这两个函数，我们回到 main.c，对于 main.c 前面引入的头文件为了篇幅考虑，我

们后面的实验不再列出，详情请参考我们实验代码即可。主函数代码如下：

int main(void)

{

u8 len; u16 times=0;

HAL_Init(); //初始化 HAL 库

Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); //设置时钟,168Mhz

delay_init(168); //初始化延时函数

uart_init(115200); //初始化 USART

LED_Init(); //初始化 LED

KEY_Init(); //初始化按键

LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口

LED0=0; //先点亮红灯

while(1)

{

if(USART_RX_STA&0x8000)

{

len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度

printf("rn 您发送的消息为:rn");

for(t=0;t<len;t++)

{

USART1->DR=USART_RX_BUF[t];

while((USART1->SR&0X40)==0);//等待发送结束

}

printf("rnrn");//插入换行

USART_RX_STA=0;

}else

{

times++;

if(times%5000==0)

{ printf("rnALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板 串口实验rn");

printf("正点原子@ALIENTEKrnrnrn");

}

if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束rn");

if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁 LED,提示系统正在运行.

delay_ms(10);

}

}

}

这段代码比较简单，调用 uart_init 函数，设置波特率为 115200。接下来我们重点看下以下

两句：

USART1->DR=USART_RX_BUF[t];

while((USART1->SR&0X40)==0);//等待发送结束

第一句，其实就是发送一个字节到串口。第二句呢，就是我们在我们发送一个数据到串口

之后，要检测这个数据是否已经被发送完成了。

其他的代码比较简单，我们执行编译之后可以看到，没有任何错误和警告，下面我们可以

开始下载验证了。

9.4 下载验证

我们把程序下载到探索者 STM32F4 开发板，可以看到板子上的 DS0 开始闪烁，说明程序

已经在跑了。串口调试助手，串口调试助手，我们用 XCOM V2.0，该软件在光盘有提供，且无

需安装，直接可以运行，但是需要你的电脑安装有.NET Framework 4.0(WIN7 直接自带了)或以

上版本的环境才可以，该软件的详细介绍请看：ALIENTEK 发布官方串口调试助手ATK-XCOM V2.0，支持协议传输(可IAP串口升级PK MCUISP) 功能强大，使用方便，欢迎大家下载测试！ 这

个帖子。

接着我们打开 XCOM V2.0，设置串口为开发板的 USB 转串口（CH340 虚拟串口，得根据

你自己的电脑选择，我的电脑是 COM3，另外，请注意：波特率是 115200），可以看到如图 9.4.1

所示信息：

从图 9.4.1 可以看出，STM32F4 的串口数据发送是没问题的了。但是，因为我们在程序上

面设置了必须输入回车，串口才认可接收到的数据，所以必须在发送数据后再发送一个回车符，

这里 XCOM 提供的发送方法是通过勾选发送新行实现，如图 9.4.1，只要勾选了这个选项，每

次发送数据后，XCOM 都会自动多发一个回车(0X0D+0X0A)。设置好了发送新行，我们再在发

送区输入你想要发送的文字，然后单击发送，可以得到如图 9.4.2 所示结果：

可以看到，我们发送的消息被发送回来了（图中圈圈内）。大家可以试试，如果不发送回车 （取消发送新行），在输入内容之后，直接按发送是什么结果。