使用HAL库实现串口的非阻塞试收发数据

串口非阻塞式收发数据的重要性

提升系统响应效率
非阻塞模式允许程序在等待串口数据时继续执行其他任务，避免因长时间等待导致系统卡顿。这种方式特别适合需要同时处理多任务的场景，如嵌入式系统中的实时数据采集与用户交互并行处理。

避免资源浪费
在阻塞模式下，线程会持续占用CPU资源等待数据到达，而非阻塞模式下通过轮询或事件驱动机制（如中断）释放CPU资源，减少无意义的空转，提高整体资源利用率。

增强实时性
非阻塞操作结合超时机制可快速响应多个串口或外设事件。例如，工业控制系统中需同时监控多个传感器数据，非阻塞模式能确保每个数据通道的及时处理，避免因单个通道阻塞导致整体延迟。

简化错误处理
非阻塞读取可通过返回值（如EAGAIN或EWOULDBLOCK）立即判断数据是否就绪，而非等待超时。这种机制使得程序能更灵活地处理异常，如数据丢失或通信中断。

适应低速设备
低速串口设备（如GPS模块）数据传输间隔较长，非阻塞模式允许在此期间执行其他高优先级任务（如界面刷新或网络通信），优化系统吞吐量。

配置CubeMX

第一步：配置下载器接口

第二步：配置外部高速晶振

第三步：修改主频为72MHZ

第四步：打开串口USART1，注意波特率为115200

第五步：配置串口中断（global interrupt:全局中断）

第六步：打开DMA，默认参数即可，后面我们会用到使用DMA来进行定长数据的收发。（DMA是一种不用CPU进行介入就能把数据传输完成的一种工具（属于一种接口），后期我还会对DMA进行单独的介绍，现在小伙伴们知道DMA就是一种高效的传输数据的接口就OK了！）

使用中断实现非阻塞试收发数据

首先我们来介绍串口中断接收函数：

HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

各参数详细解释：第一个参数是句柄，第二个参数是接收到的数据（是一个指针类型的变量），第三个参数则是每次接收的字节长度(1字节 = 1byte)

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

这个是串口接收中断回调函数，这个函数具体什么时候被调用呢？？？（当开启了串口中断后，当串口数据接收完毕，就会触发一次这个串口回调函数，串口回调函数）。

举个例子：单片机接收到电脑给单片机发送一个数据‘a',然后当单片机接收完这个数据’a'后，就会触发串口接收回调函数（前提是开启了串口中断）。

该串口中断是一个带有__weak的定义的函数，所以他可以被重新定义！！！！！！！！！详细小伙伴可以去网上搜搜关于__weak这个函数的定义

上图：我们需要先开启接收中断，当开启后，只要单片机发现有数据需要接收的时候，就会从其他任务中跳出，来进行数据的接收，这样相当于当没有数据的时候，单片机也不用一直等待数据的到来了，极大的提高了单片机的运行效率。

上图：则是我们前面介绍的串口接收回调函数（好好体会为什么这个函数名字加以理解为什么要这个名字？？？？）。为什么要加if判断？？？（如果不加if判断，加入我们开启了串口1中断和串口2中断，我们如何判断进入中断的到底是哪个串口的中断呢？所以我们用每个串口句柄的不同来判断具体是哪个串口的操作！！！！！（为什么要取地址？因为huart定义就是个指针变量，huart就是一个地址而不是一个值，要*huart才是去huart所在地址的值！！！！））。

到此我们已经实现了非阻塞试的串口收发，但小伙伴们有没有发现，这样的串口收发，依然还是固定长度的数据收发，那我们该如何进行不定长数据的收发呢？无论我们发送什么长度的值，单片机都会返回相应的值。

不定长数据收发

首先我们先来认识两个函数：

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

这个函数叫做DMA空闲中断接收函数，当单片机使用DMA传输数据完成时候就会触发下面这个弱定义函数（__weak）,前文已经对weak做了简单的解释。

__weak void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

在uart.h文件中加入extern UART——HandleTypeDef huart1;如果不加在main函数中则会找不到DMA接收的句柄从而导致报错！！！

上图：代码表示开启接收空闲DMA，关闭DMA的过半中断（可能是因为开启接收空闲DMA同时把过半中断也打开了，所以我们需要关闭他，不然当DMA传输数据到一半的时候就会触发中断导致数据接收异常！！！！）

上图：使用UARTEx（串口扩展库里的函数，接收事件中断回调函数），当接收完数据后，我们该函数会计算出相应的Size。这样就达到了实现定长数据收发的目的！！！！！

注意：当每次发送完后，都必须重新开启接收！！！（如果接收函数在while循环里那就不用管，因为接收函数不在while循环里，所以我们在接收完触发中断，要再次的开启！！！！（别忘记关闭DMA过半中断））

还有就是图中的Data数组大小可以给大一些比如Data[100];

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