CubeMX生成STM32工程文件，对串口测试使用（二）

原创

已于 2024-12-22 12:57:28 修改 · 837 阅读

29 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#单片机 #嵌入式硬件

于 2024-12-21 16:13:27 首次发布

目录

引言

中断处理流程（前提为使用中断方式发送 / 接收）

中断触发

硬件层面

中断使能

中断向量表和中断服务程序（ISR）入口

中断向量表

中断服务程序入口

HAL 库中断处理函数调用

HAL_UART_IRQHandler函数调用

HAL_UART_IRQHandler内部处理

中断源判断

接收中断处理

发送中断处理

空闲终端处理

错误中断处理

回调函数执行

发送完成回调（HAL_UART_TxCpltCallback）

接收完成回调（HAL_UART_RxCpltCallback）

接收完成后空闲回调（HAL_UARTEx_RxEventCallback）

错误回调（HAL_UART_ErrorCallback）

中断返回和后续操作

中断返回

后续操作

引言
项目基于STM32F103C8T6开发，工程代码基于CubeMX生成。
具体代码生成步骤见用CubeMX生成STM32F103C8T6的工程。
串口初步使用见CubeMX生成STM32工程文件，对串口测试使用（一）
本节对生成的工程代码进行初步的解析，实现利用串口中断完成数据收发和数据解析功能。
中断处理流程（前提为使用中断方式发送 / 接收）
中断触发
- 硬件层面
- 当 UART满足中断条件时，硬件会自动将中断请求标志位置位。当UART 接收数据寄存器非空（RXNE）或者发送完成（TC）等情况发生时，对应的中断标志位就会被置位。
- 这里的中断触发的条件是串口接收到数据或者发送数据
- 中断使能
- 在硬件触发中断的同时，还需要确保中断是被使能的。在 STM32 的 HAL 库中，通过对相应的中断使能寄存器进行设置来开启中断。
- 对于 UART 的接收中断，需要设置 UART 控制寄存器（USART_CR1）中的接收中断使能位（RXNEIE）。只有当中断使能并且中断条件满足时，才会真正触发中断请求。
中断向量表和中断服务程序（ISR）入口
- 中断向量表
- 当一个中断请求被触发后，处理器会根据中断向量表来找到对应的中断服务程序的入口地址。中断向量表是一个存储了中断服务程序入口地址的表格，每个中断源在向量表中都有对应的位置，中断向量表位于.s文件中。
- 不同的 STM32 芯片系列可能会有不同的中断向量表结构，但基本原理相同。
- 中断服务程序入口
- 以 UART1 的接收中断为例，当中断发生时，处理器会跳转到USART1_IRQHandler这个中断服务程序入口，该函数位于stm32f1xx_it.c中。
- 在 HAL 库中，这个中断服务程序通常是由用户定义的，但一般会在其中调用 HAL 库提供的中断处理函数。
HAL 库中断处理函数调用
- HAL_UART_IRQHandler函数调用
- 在中断服务程序中，如USART1_IRQHandler，通常会调用HAL_UART_IRQHandler函数，并且将对应的UART_HandleTypeDef结构体指针（如&huart1）作为参数传入。这个函数是 HAL 库中 UART 中断处理的核心函数。
- ```
/**
  * @brief This function handles USART1 global interrupt.
  */
void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}
```
- HAL_UART_IRQHandler内部处理
  - 中断源判断
  - HAL_UART_IRQHandler函数首先会检查 UART 的状态寄存器，以确定是哪种中断源触发了中断，它会检查接收数据寄存器非空（RXNE）标志位来判断是否是接收中断，或者检查发送完成（TC）标志位来判断是否是发送中断。

串口中断标志位
标志位	功能描述	触发条件	中断作用	清除方式
RXNE	指示接收数据寄存器中有新数据待读取	当完整的数据字节接收完成并存储到接收数据寄存器后触发	触发接收中断，读取接收数据并存储到缓冲区，更新接收相关状态	对USART_RDR的读操作可以将该位清零，也可以将USART_RQR的RXFRQ位置1实现清除标志。
TC	表示一帧数据发送已经完成	在数据位、停止位等所有数据发送结束后触发	触发发送完成中断，进行发送完成后的操作，调用发送完成回调函数	对USART_TDR的写操作可以清零该位，也可以将USART_ICR的TCCF位置1实现清除标志
IDLE	用于标识串口接收线路处于空闲状态	在接收数据过程中，一段时间没有新的数据接收时触发	触发空闲中断，确定不定长数据接收完成，处理数据，重新启动接收流程	将USART_ICR的IDLECF位置1实现清除标志。
TXE	表明发送数据寄存器已空，可加载新的数据	当发送数据寄存器中的数据发送出去后，寄存器为空时触发	触发发送数据寄存器空中断，加载下一个待发送的数据字节	对USART_TDR的写操作，将该位清零，也可以将USART_RQR的TXFRQ位置1实现清除标志。
PE