STM32 HAL庫UART的使用

来源:https://www.cnblogs.com/stupidpeng/archive/2020/06/22/13169422.html
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初始化 首先講下UART的初始化 1.聲明UART的初始化結構體,並賦值 2.MX生成的代碼會調用HAL_UART_MspInit();來初始化UART,當然這個代碼也是自動生成,不過用戶可以在這個函數裡面添加自己想要添加的操作,時麵包括了NVIC_Configuration,DMA_Configu ...


初始化

首先講下UART的初始化
1.聲明UART的初始化結構體,並賦值
2.MX生成的代碼會調用HAL_UART_MspInit();來初始化UART,當然這個代碼也是自動生成,不過用戶可以在這個函數裡面添加自己想要添加的操作,時麵包括了NVIC_Configuration,DMA_Configuration等,也可以添加一些置位操作如__HAL_UART_ENABLE,__HAL_UART_ENABLE_IT等等
3.在HAL_UART_MspDeInit()中添加一些與HAL_UART_MspInit相反的操作來完成UART的重置操作
對於以上的初始化操作,都可以由stm32cubemx自動生成,無需去具體配置寄存器。

而用戶使用HAL庫來驅動UART,在初始化好參數之後,

官方提供了三種方式


一、輪詢模式(Polling mode IO operation)

使用HAL_UART_Transmit()與HAL_UART_Receive()來配合超時操作來發送與接收數據
以ECHO方式(即收到什麼發什麼)為例,這種方式進行操作
用輪詢方式的代碼是比較簡短的

      if(HAL_UART_Receive(&huart1, testReceiveData, 10, 1000) == HAL_OK)
      {
            HAL_UART_Transmit(&huart1, testReceiveData, 10, 1000);
      }

以這種方式就可以實現發送接收的數據,不過這種方式來處理的話,長度不定的時候,數據的丟失量會比較大

減少等待超時,與調整BUFFER的長度都還是會有不同程度的數據丟失
如果將BUFFER的長度調整為1,數據丟失量會減少,不過這個時候會出現UART工作一段時間之後就發生異常,因為UART發生ORE錯誤置位,需要將這個錯誤置位清除掉才可以再正常接收
代碼如下

      if(HAL_UART_Receive(&huart1, testReceiveData, 1, 10) == HAL_OK)
      {
            HAL_UART_Transmit(&huart1, testReceiveData, 1, 10);
      }
      else
      {
            __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&huart1);
      }

如果將發送改為由寄存器直接操作的話

      if(HAL_UART_Receive(&huart1, testReceiveData, 1, 10) == HAL_OK)
      {
            huart1.Instance->DR = testReceiveData[0];
      }
      else
      {
            __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&huart1);
      }

這樣測試過來數據就沒有丟失。
說明還是在發送API的時候,同時又接收到數據導致的數據丟失,或者說API發送使用時間相對於直接操作寄存器還是要長很多


二、中斷模式(Interrupt mode IO operation)

使用HAL_UART_Transmit_IT()與HAL_UART_Receive_IT來發送接收,在發送或接收完之後,再進行函數回調HAL_UART_TxCpltCallback與HAL_UART_RxCpltCallback來進行處理這兩個函數都是由用戶重新定義的,來實現用戶自己的操作

在系統初始化後,直接調用HAL_UART_Receive_IT(&huart1, testReceiveData, 1);即可這個長度可由用戶自己定義
當達到接收長度之後,就可以進行cplt完成函數的重構及回調

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *uartHandle)
{
      if(uartHandle->Instance == USART1)
      {
            uartHandle->Instance->DR = testReceiveData[0];
            //HAL_UART_Transmit_IT(uartHandle, testReceiveData, 1);
            HAL_UART_Receive_IT(uartHandle, testReceiveData, 1);
      }
}

使用寄存器直接操作的方式是可以做到數據不丟失,而使用發送函數還是會出現不同程式的數據丟失
數據接收完之後,若要重新開始接收必須重新開啟HAL_UART_Receive_IT


三、DMA模式(DMA mode IO operation)

使用HAL_UART_Transmit_DMA()與HAL_UART_Receive_DMA()來發送接收,在發送或接收完之後,也使用HAL_UART_TxCpltCallback與HAL_UART_RxCpltCallback來完成實際操作,同時接收到一半的時候,也可以調用相應的HAL_UART_TxHalfCpltCallback與HAL_UART_RxHalfCpltCallback,如果需要用到這個操作的情況下可以添加自己的操作,當然來還用到一關於DMA的API函數,如HAL_UART_DMAPause,HAL_UART_DMAResume, HAL_UART_DMAStop等

在初始化UART的同時需要初始化相應的DMA,並將DMA與UART進行關聯,不過這部分代碼都可以自動生成
開始時調用HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uartDeviceRxBuf, UART_BUF_LEN);
在接收到的相應長度的數據之後DMA會產生一個完成的中斷,其回調函數與中斷模式相同,雖然兩者發生中斷地方不一致,但是操作是同一個

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *uartHandle)
{
      if(uartHandle->Instance == USART1)
      {
            HAL_UART_Transmit(uartHandle, uartDeviceRxBuf, 100, 1000);
            HAL_UART_Receive_DMA(uartHandle, uartDeviceRxBuf, 100);
      }
}

同樣在接收完成後,要重新開啟接收,不然之後的數據就接收不到了

其他

除了上述官方的方式,當然還有一些別的方式,直接操作寄存器肯定也是可以的,而用HAL庫時面也有一定巨集定義可以直接來操作寄存器

      __HAL_UART_CLEAR_FLAG(uartHandle, UART_FLAG_RXNE);
      __HAL_UART_ENABLE_IT(uartHandle, UART_IT_RXNE);

可以使用這些定義來直接操作寄存器,初化接收中斷
在中斷中也直接操作寄存器來完成接收

/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
      if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE) != RESET)
      {
            uint8_t tmp;
            __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE);
            tmp = huart1.Instance->DR;
            huart1.Instance->DR = tmp;
      }
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  //HAL_UART_IRQHandler(&huart1);

中斷中如此操作來完成ECHO操作

對於官方提供的操作方式,無論是哪種方式基本上是不能同時使用Transmit與Receive操作,而且官方提供的這些API,很好用,但是用到實際的應用中,還需要用戶寫一部分代碼來完成整個操作,主要就是一個BUFFER的進出操作,使數據在很短的時間從設備的代碼提取出來,而不影響設備的接收與發送,可以防止數據丟失的發生。


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