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4、HAL_UART_TxCpltCallback() 函数
5、HAL_UART_Receive_IT() 函数 & HAL_UART_RxCpltCallback() 函数
如果不知道如何创建工程文件的可以参考我之前写的一篇文章：【STM32CubeIDE入门】（一）工程创建&工程配置_谢老板不用蟹的博客-CSDN博客
一、基础配置
二、USART 配置
1、通用配置
1、打开USARTx（具体看个人需求）并配置成异步通信模式，并打开中断。
2、这里可以设置中断优先级。
3、ide已将对应的 TX口、RX口 配置完毕，不用自行配置。
4、根据个人需求配置波特率、数据位、校验位、停止位。默认为波特率：115200、数据位：8位、校验位：0位、停止位：1位。
5、自动生成相关代码后，接着进行下一步的配置。项目-》属性，设置允许串口输出浮点数。
2、DMA 设置
三、printf 重定向
在 main.c 中加入下面几行代码，记得将 #include <stdio.h> 也加入进去。
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */
/* USER CODE BEGIN 4 */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch,1,HAL_MAX_DELAY);
return ch;
}
/* USER CODE END 4 */四、熟悉 USART 常用函数
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) // 串口发送数据，失败允许阻塞
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) // 串口接收数据，失败允许阻塞
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) // 串口中断模式发送，失败不允许阻塞
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) // 串口中断模式接收，失败不允许阻塞
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) // 串口DMA模式发送
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) // 串口DMA模式接收
HAL_UART_StateTypeDef HAL_UART_GetState(UART_HandleTypeDef *huart) // 查询串口状态
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart) // 串口中断处理函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) // 串口发送中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) // 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_ErrorCallback() // 串口接收错误函数
typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U,
HAL_ERROR = 0x01U,
HAL_BUSY = 0x02U,
HAL_TIMEOUT = 0x03U
} HAL_StatusTypeDef;1、有关 Timeout 设置问题
如果波特率为 9600，发送一个位需要 1/9600s = 0.0001042s = 0.1042ms，这里按数据位为 8 位，停止位为 2 位，加起来就是 10 位，10 个位发送所需的时间为：0.1042 * 10ms = 1.042ms，如果我要发送 10 个字节的数据，那发送这 10 个字节数据给接收方需要的时间为：1.042 * 10ms = 10.42ms。
这是算实际的发送 10 个字节的数据所需要的时间。我们在接收方接收数据时可以把时间再加宽一些，让它有一点余量。让接收方能稳定的把数据从发送方接手过来，可以加个 5ms，或更宽一点 10ms，加上发送 10 个字节所花的时间，就是 15ms 或 20ms。
为什么要将 Timeout 设置成合适时间呢？因为如果设置太长时间，如果真的发送失败后就会堵塞过长时间，严重影响系统的速度；如果设置的时间过短，会因为数据尚未发送完毕就中止发送了，造成数据的丢失。
2、HAL_UART_GetState() 函数
查询串口的状态。
HAL_UART_StateTypeDef HAL_UART_GetState(UART_HandleTypeDef *huart)
typedef enum
{
HAL_UART_STATE_RESET = 0x00U, /*!< Peripheral is not yet Initialized
Value is allowed for gState and RxState */
HAL_UART_STATE_READY = 0x20U, /*!< Peripheral Initialized and ready for use
Value is allowed for gState and RxState */
HAL_UART_STATE_BUSY = 0x24U, /*!< an internal process is ongoing
Value is allowed for gState only */
HAL_UART_STATE_BUSY_TX = 0x21U, /*!< Data Transmission process is ongoing
Value is allowed for gState only */
HAL_UART_STATE_BUSY_RX = 0x22U, /*!< Data Reception process is ongoing
Value is allowed for RxState only */
HAL_UART_STATE_BUSY_TX_RX = 0x23U, /*!< Data Transmission and Reception process is ongoing
Not to be used for neither gState nor RxState.
Value is result of combination (Or) between gState and RxState values */
HAL_UART_STATE_TIMEOUT = 0xA0U, /*!< Timeout state
Value is allowed for gState only */
HAL_UART_STATE_ERROR = 0xE0U /*!< Error
Value is allowed for gState only */
} HAL_UART_StateTypeDef;3、HAL_UART_Transmit_IT() 函数
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)每当执行完成一次 HAL_UART_Transmit_IT() 函数之后都会调用 HAL_UART_TxCpltCallback() 发送中断回调函数。
HAL_UART_Transmit_IT() 函数主要用来打开 TXE 中断。
注意事项：如果要连续使用该函数进行发送数据的话，要使用一个判断语句判断串口是否处于准备状态（不连续发送也建议这样做，比较保险）（详细请看 四的发送示例）
4、HAL_UART_TxCpltCallback() 函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) 串口发送中断回调函数，只有 HAL_UART_Transmit_IT() 函数执行成功之后才会调用，使用 HAL_UART_Transmit() 函数或者使用重定向的 printf() 函数均无法调用该函数。
注意：在该函数中不要执行占用时间过长或者不确定的代码（在连续发送的时候会导致连续发送失败，即使加了判断语句）
5、HAL_UART_Receive_IT() 函数 & HAL_UART_RxCpltCallback() 函数
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)HAL_UART_Receive_IT() 函数常被用于在 HAL_UART_RxCpltCallback() 串口接收中断回调函数中，因为中断接收函数 HAL_UART_Receive_IT() 只能触发一次接收中断，所以我们需要在中断回调函数 HAL_UART_Receive_IT() 中再调用一次中断接收函数 HAL_UART_Receive_IT()。（详细请看 四的接收示例）
但在外部还是需要执行一次 HAL_UART_Receive_IT() 函数的，用来打开 PE、ERR、RXNE 中断。（详细请看 四的接收示例）
函数流程图
- HAL_UART_Receive_IT (中断接收函数)
- USART1_IRQHandler(void) (中断服务函数)
- HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart) (中断处理函数)
- UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函数)
- HAL_UART_RxCpltCallback(huart) (中断回调函数)
6、HAL_UART_Receive_DMA() 函数
该函数调用了 UART_Start_Receive_DMA() 函数，以下是该函数所做的一些事情。
四、普通收发模式
1、发送示例
注：以下的代码都是自动生成的代码中没有的，需要全部添加进去！！！
main.c
int main(void)
{
// 省略。。。
/* USER CODE BEGIN 2 */
uint8_t data[] = "123\n";
/* USER CODE END 2 */
while (1)
{
for(int i = 0; i < strlen(data); i++)
{
// 二选一
// while(HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &data[i], 1) != HAL_OK);
while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY);
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &data[i], 1);
HAL_Delay(500); // 为了让回调函数执行效果更明显
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
// 串口发送中断回调函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
}2、接收示例
注：以下的代码都是自动生成的代码中没有的，需要全部添加进去！！！
usart.h
/* USER CODE BEGIN Private defines */
typedef struct __USART_RX{
uint8_t rxbuf[128]; // 数据缓冲区
uint8_t ch; // 中断接收缓冲区
bool finishFlag; // 接收完成标志
int rx_buf_idx; // 缓冲区索引
UART_HandleTypeDef *huart; // 串口指针
} stu_usart_rx;
/* USER CODE END Private defines */usart.c
/* USER CODE BEGIN 0 */
stu_usart_rx usart1_rx;
/* USER CODE END 0 */
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
// 省略。。。
/* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */
usart1_rx.huart = &huart1;
usart1_rx.finishFlag = false;
usart1_rx.ch = 0;
usart1_rx.rx_buf_idx = 0;
/* USER CODE END USART1_Init 2 */
}
// 串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if (huart->Instance == USART1)
{
usart1_rx.rxbuf[usart1_rx.rx_buf_idx++] = usart1_rx.ch;
if(usart1_rx.rxbuf[usart1_rx.rx_buf_idx - 1] == '\n') // 接收完毕标志判断
{
usart1_rx.finishFlag = true;
}
HAL_UART_Receive_IT(usart1_rx.huart, &usart1_rx.ch, 1); // 接收成功后还要重新打开中断
}
}main.c
/* USER CODE BEGIN PV */
extern stu_usart_rx usart1_rx;
/* USER CODE END PV */
int main(void)
{
// 省略。。。
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Receive_IT(usart1_rx.huart, &usart1_rx.ch, 1); // 打开接收等相关中断
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
if(usart1_rx.finishFlag == true) // 将接收好的数据重新发送出去
{
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // 灯闪烁（可删）
while(usart1_rx.huart->gState != HAL_UART_STATE_READY); // 等待串口处于准备发送状态
HAL_UART_Transmit_IT(usart1_rx.huart, (uint8_t *)&usart1_rx.rxbuf, usart1_rx.rx_buf_idx);
usart1_rx.rx_buf_idx = 0;
usart1_rx.finishFlag = false;
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}五、DMA 收发模式
DMA是什么，简单来说就是数据可以不通过CPU就可以达到发送和接收数据的目的，从而提高CPU的效率。
在找如何使用串口+DMA收发的示例的时候，发现虽然网上有非常多的教程，但我发现很多不是不能用就是有很多瑕疵，调试很久心态爆炸，中途也不断实验，终于让我弄出了一个可以使用的代码。
不过我觉得实际使用的时候感觉 DMA+串口发送 和 串口中断接收 会比较常用一点，因为一般使用串口接收的数据都不会太长，也占用不了太多的 CPU，但这里还是贴上 DMA 发送和接收的代码供参考。
DMA的配置请看 二、USART配置。
注：以下的代码都是自动生成的代码中没有的，需要全部添加进去！！！
usart.h
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
/* USER CODE END Includes */
/* USER CODE BEGIN Private defines */
#define BUFFERSIZE 255 // 缓冲区大小
typedef struct _USART_DMA_ {
bool recv_end_flag; // 接收完成标志
uint8_t send_buf[BUFFERSIZE]; // 发送缓冲区
uint8_t recv_buf[BUFFERSIZE]; // 接收缓冲区
uint8_t dma_buf[BUFFERSIZE]; // dma缓冲区
uint16_t recv_len; // 接收数据的长度
} stu_usart_DMA;
extern stu_usart_DMA usart1_dma;
/* USER CODE END Private defines */
/* USER CODE BEGIN Prototypes */
void USART1_DMA_Send(uint8_t *buffer, uint16_t length);
void Debug_printf(const char *format, ...);
/* USER CODE END Prototypes */usart.c
/* USER CODE BEGIN 0 */
stu_usart_DMA usart1_dma;
/* USER CODE END 0 */
/* USART1 init function */
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
// 省略。。。
/* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */
// 开启空闲中断
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);
// 打开DMA接收中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, usart1_dma.dma_buf, BUFFERSIZE);
/* USER CODE END USART1_Init 2 */
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
void USART1_DMA_Send(uint8_t *buffer, uint16_t length)
{
//等待DMA发送通道处于准备状态
while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) != HAL_DMA_STATE_READY);
//关闭DMA
//__HAL_DMA_DISABLE(&hdma_usart1_tx);
//发送数据
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, buffer, length);
}
// 重写printf函数
void Debug_printf(const char *format, ...)
{
uint32_t length = 0;
va_list args;
va_start(args, format);
length = vsnprintf((char*)usart1_dma.send_buf, sizeof(usart1_dma.send_buf), (char*)format, args);
USART1_DMA_Send(usart1_dma.send_buf, length);
}
/* USER CODE END 1 */stm32f1xxx_it.c
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "usart.h"
#include <string.h>
/* USER CODE END Includes */
void USART1_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
uint16_t temp;
if(huart1.Instance == USART1)
{
// 如果串口接收完一帧数据，处于空闲状态（IDLE 中断已置位）
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)
{
// 重置 IDLE 位（读取 SR 和 DR 寄存器后即可重置）
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);
// 停止 DMA 传输，因为不停止的话拷贝数据起来就会容易造成数据缺失
HAL_UART_DMAStop(&huart1);
// 读取 CNDTR 寄存器，获取 DMA 中未传输的数据个数
temp = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);
// 获得接收数据的长度（缓冲区总长度 - 未传输的数据个数）
usart1_dma.recv_len = BUFFERSIZE - temp;
// 将已接收到的数据进行拷贝，防止数据覆盖造成丢失
memcpy(usart1_dma.recv_buf, usart1_dma.dma_buf, usart1_dma.recv_len);
// 接收完成标志置位
usart1_dma.recv_end_flag = 1;
// 因为前面停止了 DMA 传输，现在要重新打开（这个视个人需求而定要不要重新打开）
while (HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, usart1_dma.dma_buf, BUFFERSIZE) != HAL_OK);
}
}
/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}main.c
int main(void)
{
// 省略。。。
while (1)
{
if(usart1_dma.recv_end_flag == 1)
{
Debug_printf("接收数据：%s\n", usart1_dma.recv_buf);
usart1_dma.recv_end_flag = 0;
usart1_dma.recv_len = 0;
HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}