12-HAL库串口通信总结
1.定义了三种传输方式：阻塞传输，中断传输、DMA传输
HAL_UART_Transmit； HAL_UART_Receive
HAL_UART_Transmit_IT； HAL_UART_Receive_IT
HAL_UART_Transmit_DMA； HAL_UART_Receive_DMA
此外还定义了两个中断回调函数，供中断和DMA使用，分别在数据传输一半和完成时使用
voidHAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);
voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
voidHAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
2.阻塞传输
阻塞传输是调用这个函数并在等待时间内一直等待操作完成。
uint8_t aTxbuffer[]="enter 10 characters:\n";
uint8_t aRxBuffer;
uint8_t Usart1_RxBuff[10];
uint8_t Usart1_Rx_Cnt = 0;
int main(void)
{
HAL_Init();
Sysclk_config();
USART1_UART_Init(19200);
printf("input your string:\n");
HAL_UART_Transmit(&huart1 ,(uint8_t*)aTxbuffer,sizeof(aTxbuffer),0xFFF);
HAL_UART_Receive(&huart1,(uint8_t*)Usart1_RxBuff,10,10);
HAL_UART_Transmit(&huart1 ,(uint8_t*)Usart1_RxBuff,10,10);
}可以添加循环语句，循环输入输出。
3.中断传输
配置串口，开启中断，在中断处理函数中进行输入语句的输出。
通过查看源代码，可以看到HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)这个函数只是用来开启中断用的，并不能真正接收数据。开启中断后，在中断处理函数HAL_UART_IRQHandler(&huart1)中，会先调用UART_Receive_IT(huart)函数进行数据输入的接收，此为静态全局函数，代码如下：
static HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
uint16_t* tmp;
uint16_t uhMask = huart->Mask;
/* Check that a Rx process is ongoing */
if(huart->RxState == HAL_UART_STATE_BUSY_RX)
{
if ((huart->Init.WordLength == UART_WORDLENGTH_9B) && (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE))
{
tmp = (uint16_t*) huart->pRxBuffPtr ;
*tmp = (uint16_t)(huart->Instance->RDR & uhMask);
huart->pRxBuffPtr +=2;
}
else
{
*huart->pRxBuffPtr++ = (uint8_t)(huart->Instance->RDR & (uint8_t)uhMask);
}
if(--huart->RxXferCount == 0)
{
/* Disable the UART Parity Error Interrupt and RXNE interrupt*/
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE));
/* Disable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_EIE);
/* Rx process is completed, restore huart->RxState to Ready */
huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
HAL_UART_RxCpltCallback(huart);
return HAL_OK;
}
return HAL_OK;
}
else
{
/* Clear RXNE interrupt flag */
__HAL_UART_SEND_REQ(huart, UART_RXDATA_FLUSH_REQUEST);
return HAL_BUSY;
}
}可以看到该函数的作用是将接收到的数据存入结构体huart内的pRxBuffPtr指针中，当待传输数据长度RxXferCount为0时，便调用回调函数HAL_UART_RxCpltCallback(huart);因此可以考虑更改此函数的源代码，当待传输数据的字符为空格或回车时，判断为输入结束，将RxXferCount置为0，然后调用回调函数进行数据处理。
a.单字节循环接收数据
HAL_UART_Receive_IT通过设置接收缓冲区和需要接收的数据个数。当数据接收达到设定个数后引发一次中断调用回调函数HAL_UART_RxCpltCallback。由于只引发一次中断，如果需要连续接收，则需要在HAL_UART_RxCpltCallback再调用HAL_UART_Receive_IT。这种定长的接收可能并不是想要的，往往传输的数据都是不定长的，我想这需要将HAL_UART_Receive_IT长度设置为1，然后自己根据接收的数据判断。此外由于回调函数没有指明是哪个串口引发的中断，因此有必要在回调函数中做判断，如if(huart==&huart1){ }。
int main(void)
{
HAL_Init();
Sysclk_config();
USART1_UART_Init(19200);
//HAL_UART_Transmit(&huart1,aTxBuffer,sizeof(aTxBuffer),0xFFF);
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer,1);//开启接收中断
while(1)
{
if(flag==1)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,RxBuff,count,0xFF);
printf("\n");
for(uint8_t i=0;ib.长字节数据循环输入
设置输入缓冲数组（长度可设置100），利用单次中断，将接收到的数据元素轮流存入数组中，数据元素为0或回车时判断数据输入完成，进行数据输入完成标志位置位。
void Buffer_reset(void);
int fputc(int ch, FILE *f);
uint8_t aTxBuffer[]="this is a test message!\n";
uint16_t flag=0;
uint8_t RxBuff[LENTH]; //接收缓冲数组
uint16_t count = 0; //接收缓冲计数
uint8_t aRxBuffer[LENTH]={0}; //USART接收Buffer
int main(void)
{
HAL_Init();
Sysclk_config();
Buffer_reset();
USART1_UART_Init(19200);
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,aRxBuffer,LENTH);//开启接收中断
while(1)
{
if(flag==1)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,RxBuff,count,0xFF);
printf("\n");
Buffer_reset();
flag=0;
count=0;
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,aRxBuffer,LENTH);//重新开启接收中断
}
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
do
{
RxBuff[count]=aRxBuffer[count];
printf("aRxBuffer[%d]=%d\n",count,aRxBuffer[count]);
count++;
}
while((aRxBuffer[count]!=0)&&(count此代码暂时有问题，调试中。
4.DMA传输
DMA可以解放CPU，同时可以利用DMA+空闲中断实现任意字节的串口输入输出。
空闲中断：接收到一条完整的数据，就会产生空闲中断，同时空闲标志位置位。
串口接收中断：每接收到一个字符，就会产生一个串口接收中断。
原理：利用DMA配置，将串口读入的数据存储在DMA缓冲区的接收数组中。当检测到一帧数据（即数据输入完成）时，产生空闲中断，此时可以将所接收的数据进行处理或输出。
步骤：
a.串口配置（时钟使能，引脚配置，串口配置，中断配置，使能空闲中断，串口全局中断，开启DMA接收数据）
b.DMA配置（时钟使能，usart_tx和usart_rx通道配置，中断配置，关联usart和DMA通道）
c.重写串口中断函数（检测到空闲中断时，清除空闲中断标志位，停止DMA传输，获取输入数据的长度，置位输入完成标志位）
d.主函数处理（检测到输入完成标志位时，进行数据处理或输入，然后清空数组，清除数据长度和输入完成标志位）
DMA配置：
void usart_dma_init(void){
__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
huart1_dma_rx.Instance=DMA2_Stream2;
huart1_dma_rx.Init.Channel=DMA_CHANNEL_4;
huart1_dma_rx.Init.Direction=DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
huart1_dma_rx.Init.PeriphInc=DMA_PINC_DISABLE;
huart1_dma_rx.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE;
huart1_dma_rx.Init.MemDataAlignment= DMA_MDATAALIGN_BYTE;
huart1_dma_rx.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_BYTE;
huart1_dma_rx.Init.Mode=DMA_NORMAL;
huart1_dma_rx.Init.Priority=DMA_PRIORITY_LOW;
huart1_dma_rx.Init.FIFOMode=DMA_FIFOMODE_DISABLE;
HAL_DMA_Init(&huart1_dma_rx);
//RX_DMA_config
huart1_dma_tx.Instance=DMA2_Stream7;
huart1_dma_tx.Init.Channel=DMA_CHANNEL_4;
huart1_dma_tx.Init.Direction=DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
huart1_dma_tx.Init.PeriphInc=DMA_PINC_DISABLE;
huart1_dma_tx.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE;
huart1_dma_tx.Init.MemDataAlignment= DMA_MDATAALIGN_BYTE;
huart1_dma_tx.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_BYTE;
huart1_dma_tx.Init.Mode=DMA_NORMAL;
huart1_dma_tx.Init.Priority=DMA_PRIORITY_HIGH;
huart1_dma_tx.Init.FIFOMode=DMA_FIFOMODE_DISABLE;
HAL_DMA_Init(&huart1_dma_rx);
//TX_DMA_config
__HAL_LINKDMA(&huart1, hdmarx, huart1_dma_rx);
__HAL_LINKDMA(&huart1, hdmatx, huart1_dma_tx);
//关联USART1和DMA
HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream2_IRQn, 1, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream2_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream7_IRQn, 1, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream7_IRQn);
//配置DMA通道的中断
}
中断处理函数：
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint32_t tmp_flag = 0;
uint32_t temp;
tmp_flag= __HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE);
if(tmp_flag==1)//当产生空闲中断时（及接收到一帧数据）
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除空闲中断标志位
HAL_UART_DMAStop(&huart1); //停止串口的DMA传输
temp = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&huart1_dma_rx);// 获取DMA中未传输的数据个数
rx_len = BUFFER_SIZE - temp; //总计数减去未传输的数据个数，即得到已经接收的数据个数
flag=1;
}
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
}5.利用定时器实现串口的不定长字节输入
当接收到第一个字符时，打开定时器。经过延时后，进入定时器中断回调函数，在该回调函数中进行数据的处理和输出。
int main(void)
{
HAL_Init();
Sysclk_config();
USART1_UART_Init(19200);
Basic_Tim_Config();
printf("input strings:\n");
num_reset();
HAL_UART_Receive(&huart1,RxBuff,LENTH,0xFFF);
if(RxBuff[0])
{
HAL_TIM_Base_Start_IT(&Basic_Tim6);//有数据输入的时候就开启定时器
}
while(1)
{
if(flag)
{
printf("input strings again:\n");
flag=0;
count=0;
num_reset();
HAL_UART_Receive(&huart1,RxBuff,LENTH,0xFFF); //开启串口输入
if(RxBuff[0])
{
HAL_TIM_Base_Start_IT(&Basic_Tim6);//重新开启定时器
}
}
}
}
void TIM6_DAC_IRQHandler(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&Basic_Tim6);
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
HAL_TIM_Base_Stop(&Basic_Tim6);
huart1.RxState = HAL_UART_STATE_READY;
huart1.Lock=HAL_UNLOCKED;
printf("your input:");
do
{
aRxBuff[count]=RxBuff[count];
count++;
}
while(RxBuff[count]);
if((HAL_UART_Transmit(&huart1,aRxBuff,count+1,0xFFF))==HAL_OK)//串口输出
{
flag=1;
}
}
void num_reset(void)
{
for(uint8_t i=0;i