STM32Cube HAL库中断处理机制，以及回调函数实现原理
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最近有较多关于STM32Cube HAL的问题，侧面反应了使用STM32CubeMX的人不少。所以，最近可能会重点写这方面内容。
1写在前面
很多人都知道STM32CubeMX这套工具的一个目的：减少开发者对STM32底层驱动的开发时间，把重心放在应用代码上。
但是，STM32CubeMX只是生成了底层驱动的初始化代码。所以，我们还需要掌握：应用层代码如何调用HAL库函数接口，以及HAL库中断处理机制等相关知识。
HAL库牵涉的内容较多，本文拿HAL库中断处理来讲解，以及相关的回调函数。
2
HAL库中断处理机制之前使用标准外设库开发时，中断程序（函数）由我们自己实现。
而HAL库的中断处理函数是按照HAL处理机制来实现，如USART1，统一由HAL_UART_IRQHandler来进行处理，如下图：
其它大部分外设（TIM、SPI、CAN...）中断都类似，HAL进行统一处理。
也就是说，HAL已经帮我们把中断处理函数写好了，我们只需要调用相应函数来编写应用程序就行了。
HAL_xxx_IRQHandler里面做了哪些处理？ 我们以STM32F1的HAL_UART_IRQHandler为例：
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
uint32_t isrflags = READ_REG(huart->Instance->SR);
uint32_t cr1its = READ_REG(huart->Instance->CR1);
uint32_t cr3its = READ_REG(huart->Instance->CR3);
uint32_t errorflags = 0x00U;
uint32_t dmarequest = 0x00U;
/* If no error occurs */
errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_ORE | USART_SR_NE));
if(errorflags == RESET)
{
/* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET))
{
UART_Receive_IT(huart);
return;
}
}
/* If some errors occur */
if((errorflags != RESET) && (((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET) || ((cr1its & (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE)) != RESET)))
{
/*
·
·删减了部分代码
·
*/
} /* End if some error occurs */
/* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
{
UART_Transmit_IT(huart);
return;
}
/* UART in mode Transmitter end --------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET))
{
UART_EndTransmit_IT(huart);
return;
}
}
其实，大家认真看一下代码应该能明白，这些和我们编写的中断处理函数是不是有类似之处？
这是无非就是接收中断、发送中断、错误中断等一系列处理。只是这里又进行了再次封装，比如接收中断UART_Receive_IT。
当然，这个UART_Receive_IT接收中断实现方式又可能存在不同。像F0、F1...就是直接调用这个接收中断函数来进一步处理。
像L0、G0...是通过执行指针函数RxISR来进一步处理。G0的接收中断处理为：huart->RxISR(huart);
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
//删除了前面代码
/* If no error occurs */
errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_ISR_PE | USART_ISR_FE | USART_ISR_ORE | USART_ISR_NE));
if (errorflags == 0U)
{
/* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_ISR_RXNE_RXFNE) != 0U)
&& (((cr1its & USART_CR1_RXNEIE_RXFNEIE) != 0U)
|| ((cr3its & USART_CR3_RXFTIE) != 0U)))
{
if (huart->RxISR != NULL)
{
huart->RxISR(huart);
}
return;
}
}
//删除了后面代码
}看了上面USART中断处理的函数，大家有没有得到什么启发？
其实，HAL库里面处理机制基本一致，只是实现方式上有所不同。
如果你摸清楚了HAL库基本原理，相信阅读HAL库，或者使用HAL库编写应用代码不是问题。
3
回调函数实现原理在HAL库中存在大量类似HAL_XXX_XXXCallback这样的函数，这些都是回调函数。
回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。
回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。
---来自百度百科
HAL库中断处理使用了较多的回调函数，还是拿UART接收中断来举例说明。
初始化配置好UART中断接收，如果有中断请求，就会执行回调函数HAL_UART_RxCpltCallback。
看上面回调函数的定义，通过特定条件调用『回调函数』，这里触发的条件就是中断。
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扩展说明这里也简单说几点：
1.初学者想直接使用HAL不是不行，需要有一定C语言功底
针对大部分初学者来说，是不建议直接上手HAL。但是，有部分C功底较好的，还是建议直接上手。
2.学HAL，建议参看官网例程
很多人不知道如何找资源，我不止一次强调，官方的才是最好。在HAL库中Projects目录下就有很多例程Examples。
3.我们追求效率，可以HAL库源码
如果你想修改HAL库源码，允许修改少部分。如果要大量修改，还是别折腾了。
4.实际项目需做一定修改
STM32CubeMX仅仅是生成初始化代码和工程，你实际项目中一般都有自己的软件架构。
特别是项目越大，软件架构就需要更加规范。
比如：生成的gpio.c文件名，你需要修改成bsp_gpio.c.
再比如：函数MX_USART2_UART_Init改成MX_DEBUG_UART_Init.
推荐阅读：
1.STM32低功耗时引脚配置
2.HAL库中do{...} while(0U)宏定义的作用和意义
5最后
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