STM32CubeMX之串口通信

串口通信的基本概念可参考下面的一篇文章，本章将介绍如何使用STM32CubeMX工具快速编写串口通信的程序。

前期准备

(1)    STM32硬件电路板及仿真器（以STM32F407单片机为例）

(2)    Keil v5以上版本（MDK-ARM）

(3)    USB转串口工具及驱动

(4)    串口调试助手

STM32CubeMX配置

首先，时钟等的配置参考之前文章的介绍（STM32CubeMX之GPIO的使用）。串口部分配置如下：

选择Mode为常用的异步串口Asynchronous，不使能RS232硬件流控制。波特率设置为115200，数据长度8位，无校验位，1位停止位。

打开中断和添加发送和接收的DMA，DMA参数设置为默认即可，如下图。

编写程序

设置完成后生成代码。初始化部分已经自动生成，用户只要添加发送和接收的代码就行。串口发送和接收的函数包括三种方式：查询、中断和DMA方式，函数如下：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
   
2. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
   
3. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
   
4. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
   6 h" [9 m" _' H( P: c! m; N! q
5. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
   
6. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

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; T+ h9 z$ Z- ]; v/ X

查询方式相对比较占用CPU资源，因此中断和DMA方式使用的比较多。这里不再介绍查询方式的收发程序，只介绍中断和DMA方式。串口发送比较简单，直接调用相关函数即可，如下：

1. HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,"Hello World\r\n",13);
   8 Y$ x9 q, g- t2 q4 z: ^
2. HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,"DMA Test\r\n",10);

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8 k4 `/ c( E/ g9 \+ w

HAL库的串口接收只支持接收定长数据，当数据长度不确定时，需要自己处理。

中断方式接收：

首先初始化完成后打开串口接收中断，接收长度为1字节，即当接收到一个字节数据后产生串口接收中断。

1. <span lang="EN-US">HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RevByte,1);//</span>打开串口接收中断

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: x5 E! `  `/ {0 j

编写中断回调函数，由于HAL库已经在底层做了处理，串口接收的1字节数据已经存储在RevByte中，因此在中断中直接读取RevByte的值即可。需要注意的是读取完成后要重新打开中断接收。

1. //串口接收中断回调函数
   1 x+ c, ]( r+ V$ u# W
2. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   ' c7 _; e& C, J6 F. Z3 l
3. {
   
4.     if(huart->Instance==USART1)
   
5.     {
   7 }, H% o. X- _7 L) _& m) Q
6.         RevBuf[Revcnt]=RevByte;
   & P7 x- ?3 |7 _) W  ~
7.         Revcnt++;
   & ?8 Q& H5 M$ _, T9 @
8.         if(Revcnt==BUF_LEN)
   0 r3 w8 C5 e$ ~, N+ I7 g
9.         {
   % d2 G( n/ }6 ~5 \6 a; n
10.             Revcnt=0;
    ' [4 D( L) m2 g
11.         }
    $ ~5 i5 O1 F+ \' s! s7 L
12.         HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &RevByte, 1); //串口1中断接收数据
    ) ~4 ~/ t/ S% [
13.     }
    
14. }

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DMA方式接收：

DMA+空闲中断的方式也可以实现接收不定长的数据。首先初始化完成后打开串口空闲中断和DMA接收。

1. __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);//打开串口空闲中断
   
2.   HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, RevBuf, BUF_LEN); //串口1DMA接收数据

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; I6 y5 W3 I7 S/ k3 J; P+ p

编写空闲中断函数，在主程序中判断标志位，进行相关处理

1. void UART_IDLECallBack(UART_HandleTypeDef *huart)
   # _2 V) i! D& C5 e! s, M2 c( S
2. {
   5 d/ P1 j. |9 k+ |. Q+ V- P
3.     uint32_t temp;  
   
4.   /*uart1 idle processing function*/
   . ]0 F6 H- v0 e
5.     if(huart == &huart1)
   
6.     {
   * o' `: z* E" e& D' G6 s
7.       if((__HAL_UART_GET_FLAG(huart,UART_FLAG_IDLE) != RESET))  
   
8.       {
   ! h1 f+ L0 `, ]% \6 d
9.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除标志位
   
10.         /*your own code*/
    
11.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);//停止DMA
    5 a$ G; r+ g# ]& ?5 z
12.         DMA_Usart1_RxSize = BUF_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);// 获取DMA中传输的数据个数
    7 w4 p2 f) g5 P+ I' V
13.         RevFlag = 1;
    ) r: G& l, w6 x- e' O) w% F
14.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,RevBuf,BUF_LEN); //开启下次接收
    
15.       }
    
16.       }
    5 I* g% R& g' m# A% u1 J+ Z9 J
17. }
    2 N; a0 b4 s, E# b2 n
18. 
    ' B( T5 B4 r7 o: d' }; \" \/ K% O
19. if(RevFlag == 1)
    & L. J' a7 B! T' j* D
20. {
    
21.    RevFlag = 0;
    9 N( m8 c( Q2 T8 e! `7 C. g
22.    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,"DMA RevData\r\n",13);
    ) X- X$ l: [5 X  c. ]
23. }

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在串口中断函数中调用空闲中断函数。

至此，串口的基本使用就介绍完了。需要注意的是，HAL库需要考虑不同芯片的兼容性，因此程序编写的比较复杂，执行效率低，从串口中断部分可以看出，有时当单片机资源有限且波特率较高时甚至会出现一些错误。所以需要用户根据实际情况对中断部分程序进行优化或重新编写。

文章出处： 嵌入式技术开发