STM32CubeMX-串口中断实验

STM32CubeMX笔记-串行口中断接收

一、初始准备

1.硬件平台

使用正点原子STM32F4探索者

2.软件平台

STM32CubeMX软件平台

Keil5软件平台

STM32CubeProgrammer下载平台

二、操作步骤

1.CubeMX生成初始化代码

• 芯片选择

打开cube软件，点击MCU选择

F4探索者的主控为STM32F407ZET6，所以在搜索框找到STM32F407ZE后点击具体芯片，再开始工程

• 配置时钟源

我们点开SystemCore（系统内核设置），再点击RCC配置HSE和LSE时钟源，这里我都选择使用外部时钟，配置后，我们可以看到右边芯片引脚分配图的两个时钟源引脚点亮，表示配置完成

• 配置时钟树

我们进入ClockConfiguration配置时钟树，使时钟的输入路径和大小符合我们预期，精英板的晶振和时钟倍频如下

一般配置正确时颜色蓝白为主，配置错误时则会出现紫色，提示我们要修改值

• 配置LED

参考之前的LED配置文章：链接

• 配置串口

探索者的的串口PA9和PA10通过USB转TTL芯片CH340G与安卓口连接，连接到PC机上，PC机则通过串口软件与下位机通信，原理图如下：

串口配置步骤如下，点击USART1，出现的配置栏有2个选项。第一个选项Mode用来设置串口1的模式。第二个选项Hardware Flow Control用来开启/关闭串口1的硬件流控制，该选项只有在Mode选项值为Asynchronous(异步通信)模式的前提下才有效。这里我们要开启串口1的异步模式，并且不使用硬件流控制，所以这里我们直接选择Mode值为Asynchronous即可。

Parameter Settings参数选项卡用来配置USART的初始化参数，包括波特率停止位等等。这里我们将USART1配置为：波特率115200，8位字长模式，无奇偶校验位，1个停止位，发送/接收均开启，过采样选择16倍，防止误采样数据，16倍采样，简单讲就是要求采样时钟大于波特率的16倍，这样采样的数据基本不会出错

User Constants是用来配置用户常量，这里我没用使用到
NVIC选项卡用来使能USART1中断。这里我们勾上Enabled选项。

DMA Setting是使用USART的DMA时才需要配置，这里我们不配置。

GPIO Setting便是查看和配置USART1相关的IO口，配置和从System Core的GPIO配置一模一样，我们直接在这里面配置

配置到这的时候，因为使用到串口中断，所以我们还需要设置中断优先级分组，点击System Core选择中断分组，对使用到的中断进一步分组，这里我全部使用到的2（0.0）

以上就是配置的全部内容，下面就是生成代码

• 生成工程代码

配置生成工程的名字，存储路径以及编译器，这里我们选MDK-ARM（Keil被收购后改名）

配置生成选项，主要为下面三大块，第一个我们选择只拷贝必要的库，第二个选择为每个外设生成.c和.h文件，保存之前的用户代码，以及删除之前的生成代码，第三个不选择

PS：用户代码段是一下注释之间的代码

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

最后点击生成代码

然后我们打开代码工程，如下：

我们可以在main.h里面看到我们定义的端口

2.Keil编写串口中断回调函数

串口代码的编写可以参考我之前的文章，有详细讲述常用的串口通信协议解析方式：链接

在main函数用户代码0段我们定义我们需要使用到的变量

/* USER CODE BEGIN 0 */
#define USART_REC_LEN 200
uint8_t		Res;
uint8_t 	USART1_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.（一般给200，接收数据量大就增加）
uint16_t  USART1_RX_STA;       			 				//接收状态标记	
/* USER CODE END 0 */

点开stm32f4xx_it.c会看到串口1中断调用了一个回调函数，并传入触发中断的串口号

HAL_UART_IRQHandler(&huart1)内有一个回调函数-HAL_UART_RxCpltCallback，这个回调函数是一个weak定义函数，我们可以再次定义，通过判断传入的引脚来分辨哪一个串口发生中断，进一步配置中断，我们点击main.c，在如下位置注释中间插入自己编写的回调函数代码（一定要写在注释内部），判断串口，读取数据存到接收BUFF里面

回调函数代码：在进入回调函数后，判断一下串口号，然后将接收的数据（一个字节）存到BUFF内，接收到结尾帧（换行符0x0D）后把接收完成标志清零，同时在此调用使能RX中断，为下一次接收做准备，我这里使用的是每次接收一个字节，算法虽然复杂，但好处是可以接收不定长字节数据，更贴合工程应用，代码如下

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
     
    /* 判断是哪个串口触发的中断 */
    if(huart ->Instance == USART1)
    {
     
        		//处理接受到的数据
				if((USART1_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
				{
     
					//读取接收到的数据
					if(Res==0x0D)
					{
     
						USART1_RX_STA|=0x8000;
						HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Res, 1);
					}
					else
					{
     
						USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
						USART1_RX_STA++;
						if(USART1_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))
							USART1_RX_STA=0;
					}		 
				}
				//等待下一次接收中断
				HAL_UART_Receive_IT(huart,&Res,1);
    }
}
/* USER CODE END 4 */

到这串口接收部分的代码就基本完成了

下面是主函数部分代码，我们要启动RX接收中断准备接收数据，同时做一个发送提示，告诉我们串口已经初始化完成，代码如下

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
	//开启接收中断
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Res, 1);
	//发送初始化完成提示
	HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,"USART1_Ready!",sizeof("USART1_Ready!"));
	//等待发送完成
	while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY){
     };
		
  /* USER CODE END 2 */

主循环内则一直判断接收中断标志最高位有没有置1，置1表示有一帧数据来到，可以进行处理，处理内容为发送接收到的数据同时判断接收的第一位，为A点亮LED0，B点亮LED1，C熄灭LED，代码如下**（注意主循环体内要加延时）**

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if(USART1_RX_STA & 0x8000)
		{
     
			HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,"Get_Dat:",sizeof("Get_Dat:"));
			//等待发送完成
			while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY){
     };
			//发送接收到的字节
			HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,USART1_RX_BUF,USART1_RX_STA&0x7FFF);
			while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY){
     };
			
			if(USART1_RX_BUF[0]== 'A')
					HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_RESET);
			if(USART1_RX_BUF[0]== 'B')
					HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);
			if(USART1_RX_BUF[0]== 'C')
			{
     
					HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_SET);
					HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);
			}
			USART1_RX_STA=0;
		}
		HAL_Delay(100);
  /* USER CODE END 3 */ 

程序编译通过

3.程序下载，观察现象

程序下载我一般用两种方式：

第一种是使用MDK自带的下载环境下载程序，我们给单片机连接ST-Link后配置下载，点击魔术棒，选择debug

选择ST-link后，点击setting

添加对应F4的Flash

keil界面点击下载

第二种是使用Stm32Programmer下载软件，该下载软件下载方式多，下载快，下面我使用st-link下载

打开软件，点击connect左边选择stlink后再点击connect连接下载器

点击open file，找到工程路径下MDK文件夹下工程生成的hex文件

之后点击downlo下载，下载结果如下

打开XCOM串口调试助手，发送指令测试现象：

发送B的时候绿灯点亮：

三、源码仓库

Github链接：link

博文原链接-我的个人博客