【NUCLEO-F412ZG试用体验】HAL库UART的几个常用函数和中断处理过程讲解

单片机

唉！触摸屏真难玩！本来打算来两个触摸屏例程的，无奈啊，玩了这么久始终不行啊。——还是我能力有限。
本人现在从事的工作已经和单片机不搭边了，也打算以后不再碰单片机了。所以，差的两个例程没发兑现了。但是，我会把我以前的经验拿来和大家分享。（想来还是很有罪恶感的！）
据本人所知，STM32有5个比较好的教程，正点原子、野火、安富莱电子、硬石电子、官方例程。
正点原子和野火是比较通用的，安富莱电子有DSP（数字滤波算法）教程，硬石电子教你玩电机，官方例程基础和高级都有。
下面进入正题。
HAL库是比较全面的，封装比较彻底的，也是功能比较强大的。
使用HAL库，我们直接调用它的API函数，不用关心它的底层操作过程。
使用HAL库，省去了好多繁琐的处理过程，不再需要我们自己写如等待等过程。
HAL库也包含如Ethernet、USB等高级外设的驱动。
对于初接触它的人来说，尤其是用惯了标准库的人，总会有各种不适应和排斥感。
就拿UART来说，我们通过中断方式接受或发送数据。如果仿真调试的话，会发现UART有开关中断的现象，而不是中断一直开着。

下面，就讲解UART常用函数以及中断处理过程。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t timeout);
串口发送，发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
串口接收，接收指定长度的数据。如果超时没接收完成，则不再接收数据到指定缓冲区，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)；
串口中断发送，以中断方式发送指定长度的数据。
大致过程是，把 发送缓冲区指针指向要发送的数据，设置发送长度，发送计数器初值，然后使能串口发送中断，触发串口中断。
再然后，串口中断函数处理，直到数据发送完成，而后关闭中断，不再发送数据，串口发送完成回调函数。
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
大致过程是，把 接收缓冲区指针指向要存放接收数据的数组，设置接收长度，接收计数器初值，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。
再然后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，不再触发接收中断，调用串口接收完成回调函数。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
串口DMA发送，以DMA方式发送指定长度的数据。
过程是，把 发送缓冲区指针指向要发送的数据，设置发送长度，发送计数器初值，设置 DMA传输完成中断的回调函数，使能DMA控制器中断，使能DMA控制器传输，使能UART的DMA传输请求。
然后，UART便会发送数据，直到发送完成，触发DMA中断。
DMA中断处理，如果 DMA模式是循环模式，则直接 调用 DMA传输完成中断的回调函数。
如果 DMA模式是正常模式，则先关闭DMA传输完成中断，不再触发DMA中断，再调用 DMA传输完成中断的回调函数。
DMA传输完成中断的回调函数处理过程，如果 DMA模式是循环模式，则直接调用串口发送完成回调函数。
如果 DMA模式是正常模式，则先关闭 UART的DMA传输请求， 再使能串口传输完成中断，直到传输完成，触发中断。
串口传输完成中断处理，关闭中断，调用串口发送完成回调函数。
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
串口DMA接收，以DMA方式接收指定长度的数据。
过程是，把 接收缓冲区指针指向要存放接收数据的数组，设置接收长度，接收计数器初值，设置 DMA传输完成中断的回调函数，使能DMA控制器中断，使能DMA控制器传输，使能UART的DMA传输请求。
然后，UART接收到数据，便会通过DMA把数据存到接收缓冲区，直到接收到指定长度数据，触发DMA中断。
DMA中断处理，如果 DMA模式是循环模式，则直接 调用 DMA传输完成中断的回调函数。
如果 DMA模式是正常模式，则先关闭DMA传输完成中断，不再触发DMA中断，再调用 DMA传输完成中断的回调函数。
DMA传输完成中断的回调函数处理过程，如果 DMA模式是循环模式，则直接调用串口接收完成回调函数。
如果 DMA模式是正常模式，则先关闭 UART的DMA传输请求， 再 调用串口接收完成回调函数。

由于函数较多和过长的缘故，下面仅以HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)为例，分析源码：
/**
  * @brief  Sends an amount of data in non blocking mode.
  * @param  huart: pointer to a UART_HandleTypeDef structure that contains
  *             the configuration information for the specified UART module.
  * @param  pData: Pointer to data buffer
  * @param  Size: Amount of data to be sent
  * @retval HAL status
  */                串口中断发送，以中断方式发送指定长度的数据。
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
  /* Check that a Tx process is not already ongoing */
  if(huart->gState == HAL_UART_STATE_READY) 如果串口空闲，则执行以下语句。
  {
if((pData == NULL ) || (Size == 0U))     如果发送数据为空或者发送长度为0，则返回错误。
{
   return HAL_ERROR;
}

/* Process Locked */
__HAL_LOCK(huart);             上锁。

huart->pTxBuffPtr = pData;              结构体变量 huart 的参数设置。发送缓冲区，发送长度，发送计数器。
huart->TxXferSize = Size;
huart->TxXferCount = Size;

huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX;          状态设为发送繁忙。

    /* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(huart);            解锁。

/* Enable the UART Transmit data register empty Interrupt */
SET_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_TXEIE);             使能UART发送数据寄存器空中断，则会触发串口中断（发送中断）。

return HAL_OK;
  }
  else              如果串口忙，则返回忙状态。
  {
return HAL_BUSY;
  }
}

池鹄展 · 2017-1-17 16:04:23

谢谢分享

刘青贺 · 2017-5-25 17:34:21

谢谢分享

刘青贺 · 2017-5-25 21:13:32

谢谢分享

1652981125.048900 · 2023-2-20 16:01:01

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