STM32使用HAL库驱动USART详解及例程（持续更新......）

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HAL库串口驱动详解

STM32硬件串口收发数据过程

串口发送流程–TXD

配置步骤：

1. 编程USARTx_CR1的M位来定义字长。
2. 编程USARTx_CR2的STOP位来定义停止位位数。
3. 编程USARTx_BRR寄存器确定波特率。
4. 使能USARTx_CR1的UE位使能USARTx。
5. 如果进行多缓冲通信，配置USARTx_CR3的DMA使能（DMAT)。
6. 使能USARTx_CR1的TE位使能发送器。

/* 配置1~6步骤 */
HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart) 

发送数据:

1. 向发送数据寄存器TDR写入要发送的数据（对于M3，发送和接收共用DR寄存器）。
2. 向TRD寄存器写入最后一个数据后，等待状态寄存器USARTx_SR(ISR)的TC位置1，传输完成。

/* 发送数据 */
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

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串口接收流程–RXD

配置步骤：

1. 编程USARTx_CR1的M位来定义字长。
2. 编程USARTx_CR2的STOP位来定义停止位位数。
3. 编程USARTx_BRR寄存器确定波特率。
4. 使能USARTx_CR1的UE位使能USARTx。
5. 如果进行多缓冲通信，配置USARTx_CR3的DMA使能（DMAT)。
6. 使能USARTx_CR1的RE位为1使能接收器。
7. 如果要使能接收中断（接收到数据后产生中断），使能USARTx_CR1的RXNEIE位为1。

   /* 配置1~6步骤 */
   HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart) 
   /* 配置7步骤：开启接收中断，并且设置接收缓冲剂最大接收数据量 */
   HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

当串口接收到数据时:

1. USARTx_SR（ISR)的RXNE位置1。表明移位寄存器内容已经传输到RDR（DR）寄存器。已经接收到数据并且等待读取。
2. 如果开启了接收数据中断（USARTx_CR1寄存器的RXNEIE位为1），则会产生中断。（程序上会执行中断服务函数）
3. 如果开启了其他中断（帧错误等），相应标志位会置1。
4. 读取USARTx_TDR（DR）寄存器的值，该操作会自动将RXNE位清零，等待下次接收后置位。

/* 步骤1 ，获取状态标志位通过标识符实现 */
__HAL_UART_GET_FLAG              //判断状态标志位
__HAL_UART_GET_IT_SOURCE   //判断中断标志位  
/* 步骤2~3，中断服务函数 */
void USARTx_IRQHandler(void) ;
/* 步骤4，读取接收数据 */
HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

HAL库运行过程

串口接收中断程序配置过程(HAL库）：

1. 初始化串口相关参数，使能串口：HAL_UART_Init();
2. 串口相关IO口配置，复用配置：
   在HAL_UART_MspInit中调用HAL_GPIO_Init函数。
3. 串口接收中断优先级配置和使能：
   HAL_NVIC_EnableIRQ()；
   HAL_NVIC_SetPriority();
4. 使能串口接收中断：HAL_UART_Receive_IT();
5. 编写中断服务函数：USARTx_IRQHandler

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参考例程

STM32F0例程（STM32F030F4P6）

STM32F1例程（STM32F103C8T6）

STM32F7例程（STM32F767IGTx）

uint8_t rData[1];
uint8_t tData[] = "this is test data.";

UART_HandleTypeDef huart1;

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();

  MX_USART1_UART_Init();

  while (1)
  {
		HAL_UART_Transmit(&huart1, tData, tData(test), 1000);
		
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
		
		HAL_Delay(500);
  }
}

/* USART1 init function */
void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 9600;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }
}

/* HAL_UART_Init(&huart1)调用此函数进行串口硬件底层配置 */
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  if(huart->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
    /* Peripheral clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();

​    /**USART1 GPIO Configuration    
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

​    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */
  	/* 开启接收中断，并初始化串口接收指针 */
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rData, 1);
  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	/* 接收一个字节数据直接发出去 */
	HAL_UART_Transmit(&huart1, rData, 1, 1000);	
	/* 每次需要重新初始化接收结构体指针 */
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rData, 1);
}