STM32串口接收中斷——基於HAL庫

寫在前面　　

　　最近須要使用一款STM32L4系列的芯片進行開發，須要學習使用HAL庫。在進行串口中斷使用的時候遇到了一些小麻煩，寫下解決方案供你們參考。

1.UART相關的頭文件引用錯誤

 　　因爲本人直接使用MDK進行開發，沒有使用CubeMX，因此一些初始化須要手動進行。在引用UART相關的頭文件時，記得將"stm32l4xx_hal_conf.h"文件中的相關宏定義取消註釋，以下圖：

2.如何接收字符串（屢次進入中斷）

　　接收字符串主要有兩種方法，一種是對中斷函數進行改造，另外一種是對接收回調函數進行改造。
　　在闡述這兩種方法以前，須要介紹函數「HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)」。該函數的做用是用戶自定義一個緩衝區（即參數pData），接受必定數量（由參數Size決定）的字符存入緩衝區中。同時，參數Size還決定着進入回調函數的頻率，即每接收Size個字符，就進入一次回調函數。須要注意的是，Size只決定進入回調函數的頻率，而不能影響進入接收中斷的頻率，不管Size是多少，每接收完成一個字符都會進入一次接收中斷。

方法1：改造回調函數

　　①首先在主函數中進入主循環前的位置調用一次 HAL_UART_Receive_IT函數，定義一個字符數組getBuffer[]做爲緩衝區，參數Size設定爲10。即每接收10個字符，就進入一次回調函數。

　　②註冊中斷函數 　　

1  void USART1_IRQHandler(void) 2  { 3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //該函數會清空中斷標誌，取消中斷使能，並間接調用回調函數
4  }

　　③在文件「stm32l4xx_hal_uart.h」中，咱們能夠看到串口接收回調函數的定義。使用「_weak」關鍵字定義的函數，其具備以下特性： 通常狀況下和通常函數相同。可是當有一個同名函數可是不帶__weak被定義時，全部對這個函數的調用都是指向後者(不帶__weak那個)。也就是說，ST官方提供的這個回調函數須要咱們本身進行改寫。　　

 1    /**  2  * @brief Rx Transfer completed callback.  3  * @param huart UART handle.  4  * @retval None  5     */
 6   __weak void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)  7  {  8     /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
 9  UNUSED(huart); 10       
11     /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed, 12  the HAL_UART_RxCpltCallback can be implemented in the user file. 13      */
14   }

　　咱們在主函數所在的文件中對回調函數進行改寫：  

1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: "; //用戶提示信息
2   uint8_t Enter[] = "\r\n"; //回車換行
3   uint8_t getBuffer[100]; //用戶自定義的緩衝區
4   void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle) 5  { 6    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK); //發送字符串，用戶提示信息
7    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, 10, 5000)!= HAL_OK); //發送用戶自定義緩衝區中的數據
8    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK); //發送回車換行
9   }

　　以上代碼的做用是把用戶發送給單片機數據再返回給用戶。運行效果以下圖：

 
　　咱們能夠看到，用戶向單片機發送了10個字符，單片機向串口助手返回了這10個數據。可是以上程序只能實現一次，當咱們再次向單片機發送數據時，單片機卻再也不返回數據。這是由於咱們在中斷函數中取消了中斷使能，因此致使了進入一次中斷後，中斷被關閉，沒法再次進入中斷的現象。爲了實現屢次數據返回，咱們要在中斷處理函數中添加一行代碼： 

1  void USART1_IRQHandler(void) 2  { 3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //該函數會清空中斷標誌，取消中斷使能，並間接調用回調函數
4    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //添加的一行代碼
5  }

　　這樣就能夠實現屢次數據返回了，新的執行結果以下圖：

　

　　可見，函數HAL_UART_Receive_IT還有中斷使能的做用。這一功能的實現咱們能夠在HAL_UART_Receive_IT函數中找到。

 方法2：改造中斷處理函數

　　①首先在主函數中進入主循環前的位置調用一次 HAL_UART_Receive_IT函數，定義一個字符value做爲緩衝區，參數Size設定爲1。即每接收1個字符，就進入一次回調函數。使得進入回調函數的頻率與進入中斷處理函數的頻率相同。這樣，咱們就能夠直接在中斷函數中對接收的數據進行處理了。

　　②註冊中斷函數  　　

 1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: ";  2   uint8_t getBuffer[10];  3   uint8_t Enter[] = "\r\n";  4   void USARTx_IRQHandler(void)  5  {  6    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //該函數會清空中斷標誌，取消中斷使能，並間接調用回調函數
 7    
 8    getBuffer[countOfGetBuffer++] = value;  9    if(countOfGetBuffer == 10) 10  { 11     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK); 12     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, countOfGetBuffer, 5000)!= HAL_OK); 13     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK); 14     countOfGetBuffer = 0; 15  } 16    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //因爲接收中斷是每接收一個字符便進入一次，因此這一行代碼必須添加，不然只能接收一個字符，而沒法接收整個字符串
17   }

　　以上代碼的做用是接收每一個來自用戶的字符，並依次存入用戶自定義的緩衝區中，數量達到10個後，將緩衝區中的全部數據返回給用戶，同時清空計數，準備接下來10個字符的接收。運行效果以下圖：

 

寫在最後

　　看完本文，你們可能對回調函數和中斷處理函數的關係產生了疑問。實際上是這樣的，單片機每完成接收一個字符，就會進入一次中斷處理函數，而在中斷處理函數中，咱們又調用了函數「void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)」，該函數會間接調用回調函數，也就是說回調函數是由中斷處理函數間接調用的。而函數「HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)」決定了中斷處理函數調用回調函數的頻率，若Size爲1，則每進入一次中斷處理函數都會調用一次回調函數；若Size爲10，則每第十次進入中斷處理函數時，纔會調用回調函數。方法2使用了標準庫中斷處理數據的思想。