STM32_HAL库串口接收相关函数分析-Toy模板网

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STM32_HAL库串口接收相关函数分析：

串口接收的程序整体分为三个部分：初始化部分，开启中断部分，中断函数部分：

初始化部分:
该部分主要完成相关引脚的初始化，串口的初始化（设置波特率，校验位，字长等），为了逻辑清晰，把初始化相关代码放在本文的最后。

开启中断部分：
调用HAL_UART_Receive_IT函数，开启中断，这个函数原型如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

第一个参数是串口句柄，第二个参数指向自定义的接收缓冲数组，第三个参数很重要，它的值被赋给串口句柄的RxXferCount成员，规定了接收到几个数据帧之后，会调用接收回调函数HAL_UART_RxCpltCallback，详见下文。

中断函数部分：中断函数部分主要位两个函数：中断函数和回调函数
以USART1的中断函数为例：

当调用HAL_UART_Receive_IT之后每次接收到一个字节的数据就会触发USART1_IRQHandler中断，USART1_IRQHandler中需要调用串口外设公用的中断函数HAL_UART_IRQHandler，给其传入初始化时使用的串口句柄g_uart1_handle。

在HAL_UART_IRQHandler内部会判断此次的中断源，如果判断出来是接收中断（此中断在HAL_UART_Receive_IT中已被开启），则调用另外一个HAL库函数UART_Receive_IT，在该函数中会使串口句柄的RxXferCount成员递减一，如果递减一之后，RxXferCount变为零了，则关闭接收中断，清除相关标志位，调用回调函数HAL_UART_RxCpltCallback，否则函数直接返回。

可见，RxXferCount的初始值决定了在接收几个字节之后会调用回调函数，上文提到过，它的初始值由HAL_UART_Receive_IT的第三个参数决定。在实际应用中，一般让RxXferCount等于一即每接收到一个字节，就调用一次回调函数。由于每次调用回调函数之后，都会关闭接收中断（上一段提到过），所以再USART1_IRQHandler要再次开启中断，为接收下一个字节做准备

串口中断函数：

void USART1_IRQHandler(void)
{
	HAL_UART_IRQHandler(&g_uart1_handle);/*串口公共中断函数*/
	HAL_UART_Receive_IT(&g_uart1_handle, (uint8_t *)g_rx_buffer, 1);/*再次开启中断*/
}

串口接收回调函数：（RxXferCount==0时才会调用）

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	/*通过读取自定义的g_rx_buffer[0]获取此次接收的字符，然后在此回调函数中确定回调行为*/
}

初始化相关的代码：

#define USART_TX_GPIO_PORT                  GPIOA
#define USART_TX_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_9
#define USART_TX_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口时钟使能 */

#define USART_RX_GPIO_PORT                  GPIOA
#define USART_RX_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_10
#define USART_RX_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口时钟使能 */

#define USART_UX                            USART1
#define USART_UX_IRQn                       USART1_IRQn
#define USART_UX_IRQHandler                 USART1_IRQHandler
#define USART_UX_CLK_ENABLE()               do{ __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); }while(0)  /* USART1 时钟使能 */

/******************************************************************************************/

#define USART_REC_LEN               200         /* 定义最大接收字节数 200 */
#define USART_EN_RX                 1           /* 使能（1）/禁止（0）串口1接收 */
#define RXBUFFERSIZE   1                        /* 缓存大小 */

extern UART_HandleTypeDef g_uart1_handle;       /* HAL UART句柄 */

extern uint8_t  g_usart_rx_buf[USART_REC_LEN];  /* 接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符 */
extern uint16_t g_usart_rx_sta;                 /* 接收状态标记 */
extern uint8_t g_rx_buffer[RXBUFFERSIZE];       /* HAL库USART接收Buffer */

/******************************************************************************************/
/* 加入以下代码, 支持printf函数, 而不需要选择use MicroLIB */

#if 1

#if (__ARMCC_VERSION >= 6010050)            /* 使用AC6编译器时 */
__asm(".global __use_no_semihosting\n\t");  /* 声明不使用半主机模式 */
__asm(".global __ARM_use_no_argv \n\t");    /* AC6下需要声明main函数为无参数格式，否则部分例程可能出现半主机模式 */

#else
/* 使用AC5编译器时, 要在这里定义__FILE 和 不使用半主机模式 */
#pragma import(__use_no_semihosting)

struct __FILE
{
    int handle;
    /* Whatever you require here. If the only file you are using is */
    /* standard output using printf() for debugging, no file handling */
    /* is required. */
};

#endif

/* 不使用半主机模式，至少需要重定义_ttywrch\_sys_exit\_sys_command_string函数,以同时兼容AC6和AC5模式 */
int _ttywrch(int ch)
{
    ch = ch;
    return ch;
}

/* 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 */
void _sys_exit(int x)
{
    x = x;
}

char *_sys_command_string(char *cmd, int len)
{
    return NULL;
}


/* FILE 在 stdio.h里面定义. */
FILE __stdout;

/* MDK下需要重定义fputc函数, printf函数最终会通过调用fputc输出字符串到串口 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    while ((USART_UX->SR & 0X40) == 0);     /* 等待上一个字符发送完成 */

    USART_UX->DR = (uint8_t)ch;             /* 将要发送的字符 ch 写入到DR寄存器 */
    return ch;
}
#endif
/******************************************************************************************/

#if USART_EN_RX /*如果使能了接收*/

/* 接收缓冲, 最大USART_REC_LEN个字节. */
uint8_t g_usart_rx_buf[USART_REC_LEN];

/*  接收状态
 *  bit15，      接收完成标志
 *  bit14，      接收到0x0d
 *  bit13~0，    接收到的有效字节数目
*/
uint16_t g_usart_rx_sta = 0;

uint8_t g_rx_buffer[RXBUFFERSIZE];  /* HAL库使用的串口接收缓冲 */

UART_HandleTypeDef g_uart1_handle;  /* UART句柄 */

/**
 * @brief       串口X初始化函数
 * @param       baudrate: 波特率, 根据自己需要设置波特率值
 * @note        注意: 必须设置正确的时钟源, 否则串口波特率就会设置异常.
 *              这里的USART的时钟源在sys_stm32_clock_init()函数中已经设置过了.
 * @retval      无
 */
void usart_init(uint32_t baudrate)
{
    /*UART 初始化设置*/
    g_uart1_handle.Instance = USART_UX;                                       /* USART_UX */
    g_uart1_handle.Init.BaudRate = baudrate;                                  /* 波特率 */
    g_uart1_handle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;                      /* 字长为8位数据格式 */
    g_uart1_handle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;                           /* 一个停止位 */
    g_uart1_handle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;                            /* 无奇偶校验位 */
    g_uart1_handle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;                      /* 无硬件流控 */
    g_uart1_handle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;                               /* 收发模式 */
    HAL_UART_Init(&g_uart1_handle);                                           /* HAL_UART_Init()会使能UART1 */

    /* 该函数会开启接收中断：清除标志位UART_IT_RXNE，并且设置接收缓冲以及接收缓冲接收最大数据量 */
    HAL_UART_Receive_IT(&g_uart1_handle, (uint8_t *)g_rx_buffer, RXBUFFERSIZE); 
}

/**
 * @brief       UART底层初始化函数
 * @param       huart: UART句柄类型指针
 * @note        此函数会被HAL_UART_Init()调用
 *              完成时钟使能，引脚配置，中断配置
 * @retval      无
 */
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;

    if (huart->Instance == USART_UX)                            /* 如果是串口1，进行串口1 MSP初始化 */
    {
        USART_TX_GPIO_CLK_ENABLE();                             /* 使能串口TX脚时钟 */
        USART_RX_GPIO_CLK_ENABLE();                             /* 使能串口RX脚时钟 */
        USART_UX_CLK_ENABLE();                                  /* 使能串口时钟 */

        gpio_init_struct.Pin = USART_TX_GPIO_PIN;               /* 串口发送引脚号 */
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;                /* 复用推挽输出 */
        gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    /* 上拉 */
        gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* IO速度设置为高速 */
        HAL_GPIO_Init(USART_TX_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
                
        gpio_init_struct.Pin = USART_RX_GPIO_PIN;               /* 串口RX脚 模式设置 */
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;    
        HAL_GPIO_Init(USART_RX_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);   /* 串口RX脚 必须设置成输入模式 */
        
#if USART_EN_RX
        HAL_NVIC_EnableIRQ(USART_UX_IRQn);                      /* 使能USART1中断通道 */
        HAL_NVIC_SetPriority(USART_UX_IRQn, 3, 3);              /* 组2，最低优先级:抢占优先级3，子优先级3 */
#endif
    }
}