STM32F407Z8T6实操学习4（Cube+HAL库）-串口收发

已于 2024-10-25 20:11:01 修改
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文章标签： stm32 学习 单片机
于 2023-11-24 17:50:16 首次发布
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目录

一、Cube配置

二、HAL库串口相关函数

发送和接收函数汇总及其功能简述

中断回调函数

中断使能函数

标志相关函数

三、程序代码

A.串口发送

（1）阻塞（轮询）模式发送

（2）中断模式发送

（3）DMA模式发送

B.串口接收

(1)阻塞模式（轮询）模式接收

(2)中断模式接收

(3)DMA模式发送

(4)DMA+空闲中断--不定长

在之前的文章中已有介绍过串口通信以及其他相关理论知识的内容，所以就来动手系系看吧！

一、Cube配置
 1.打开STM32CubeMX，点击“File”——>"New Project"

2.CubeMX自动下完补丁包之后，会弹出芯片选择界面，在Commercial搜索框输入STM32F407Z8T6右下方会自动出现STM32F407Z8T6，双击芯片。


（这里也可以点击⭐收藏然后之后打开时可以不用搜索直接点击⭐，双击对应芯片即可）

3.进入配置界面后单击System Core（系统的核心） → SYS → Debug → Serial Wire（这个是调试模式，如果不选Serial Wire则可能会使得无法使用Stlink或Jlink下载，如果用串口线下载，不调试，不选也没关系），这时PA13与PA14被用来做调试的LCK和DIO口，如果引脚不够用的情况可以不配置为LCK和DIO口，可以把PA13、PA14当做普通IO口使用。

4.单击System Core（系统的核心） → RCC（配置晶振） → High speed Clock(HSE)（高速晶振）→ Crystal/Ceramic Resonator（外部晶振，8M）（如果这里选Disable则无法使用外部高速晶振），这时PD0与PD1被用来做晶振的接口，如果不配置则可以把PD0、PD1当做普通IO口使用。

5.打开串口USART1，下拉选择模式“Asynchronous”（异步），也可以选择其他模式哈，然后再点击“GPIO Settings”将优先级设置为“Very High”。

6.点击“NVIC Settings”，在“USART1 global interrupt”处打勾✔，开启串口中断。

7.点击“DMA Settings”，打开DMA通道（RX和TX都要打开）。

8.时钟配置（按图操作）

 9.单击Project Manager → Project ，配置准备要生成的工程

10.单击Code Generator 单选Copy only the nacassary library files，勾选Generate peripheral…peripheral，上述的配置都设置好后就可以单击右上角的GENERATE CODE生成工程了。

11.打开工程

二、HAL库串口相关函数
  • 发送和接收函数汇总及其功能简述

//阻塞模式

//串口轮询模式发送,使用超时管理机制
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout); 

//串口轮询模式接收,使用超时管理机制
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

//非阻塞模式
//串口中断模式发送
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

//串口中断模式接收
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

//串口DMA模式发送
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

//串口DMA模式接收
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
  • 中断回调函数
    //串口发送完成中断回调函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//串口发送一半中断回调函数
void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//串口接收完成中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//串口接收一半中断回调函数
void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//传输过程中出现错误时，通过中断处理函数调用
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

  • 参数解释

UART_HandleTypeDef *huart: 这个参数用来选择我们要使用的串口

例如：我们选择了串口一，那么此处可以写为&huart1。（取出我们选择的串口对应的地址）

uint8_t *pData: 这个参数是要发送的数据或者接受的数据的缓存区。可以发送字符也可以发送数值。（uint8_t对应的是unsigned char数据类型）

uint16_t size: 发送\接受数据的长度。（uint16_t对应的是unsigned short数据类型）

Timeout： 设置发送\接收超时的时间，超过该时间则不接收/发送。

  • 中断使能函数
//使能中断
__HAL_UART_ENABLE_IT(__HANDLE__, __INTERRUPT__）
  •  参数解释：

__HANDLE__:句柄，此处用来指定我们选择使用的串口。

例如：我们选择了串口一，那么此处可以写为&huart1。（取出我们选择的串口对应的地址）

__INTERRUPT__：这个参数是用来选择中断类型的。共有以下七种中断类型。

  1. UART_IT_CTS：CTS变更中断
  2. UART_IT_LBD：LIN断路检测中断
  3. UART_IT_TXE：发送数据寄存器为空中断
  4. UART_IT_TC：传输完全中断
  5. UART_IT_RXNE：接收数据寄存器不为空中断
  6. UART_IT_IDLE：空闲线路检测中断
  7. UART_IT_PE：奇偶校验错误中断
  8. UART_IT_ERR：错误中断（帧错误、噪声错误、超限错误）

例如：我们选择空闲线路检测中断，并且选择串口一，则可以写为__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);

  • 标志相关函数
 //设置中断标志
__HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) 
//清除中断标志
__HAL_UART_CLEAR_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__)
  • 参数解释 

__HANDLE__:句柄，此处用来指定我们选择使用的串口。

例如：我们选择了串口一，那么此处可以写为&huart1。（取出我们选择的串口对应的地址）

__FLAG__：指定要检查的标志。以下是标志类型。

  1. UART_FLAG_CTS：CTS 更改标志（不适用于 UART4 和 UART5）。
  2. UART_FLAG_LBD：LIN断路检测标志。
  3. UART_FLAG_TC：传输完成标志。
  4. UART_FLAG_RXNE：接收数据寄存器不为空标志。
三、程序代码
A.串口发送

对于串口发送来说，相对比接收要来得自由，不管是用轮询模式、串口中断模式还是DMA模式进行发送数据，没有什么太大的区别，一般情况下，可以选择最简单的轮询模式，但每种模式各有其优缺点，大家具体情况具体分析！

（1）阻塞（轮询）模式发送
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *) "1/r/n", 1 , 0xffff); //发送1
HAL_Delay(1000);  //延时1s
/* USER CODE END 3 */

结果展示：

/* USER CODE BEGIN 3 */
//发送字符串
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"\r\nhello AC!\r\n", 16 , 0xffff);
 HAL_Delay(1000);  //延时1s
/* USER CODE END 3 */

结果展示：

（2）中断模式发送

 /* USER CODE BEGIN 4 */下面是检测有没有产生中断也可以不写。

/* USER CODE BEGIN PV */
#define LENGTH 20
uint8_t message[LENGTH] = "AC Fighting\r\n";
/* USER CODE END PV */

 /* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t *)message, LENGTH);//使用中断发送数据
HAL_Delay(1000);
 /* USER CODE END 3 */

 /* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart==&huart1)//判断是否是串口1中断
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"发送Gogogo\r\n", 16,1);
}
 /* USER CODE END 4 */

结果展示：

（3）DMA模式发送
/* USER CODE BEGIN PV */
#define LENGTH 20
uint8_t message[LENGTH] = "AC Fighting\r\n";
/* USER CODE END PV */


/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)message, LENGTH);//使用DMA发送数据
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END 3 */

结果展示：

B.串口接收
(1)阻塞模式（轮询）模式接收
/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t rece[4];
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 3 */
//阻塞式接收
HAL_UART_Receive(&huart1 ,rece, 6, 0xFFFF);//接收：串口1句柄、接收区首地址、接收的字节数、超时时间ms	
HAL_UART_Transmit(&huart1, rece, 6, 0xFFFF);//接收到的数据，发送回去，验证是否发送成功

/* USER CODE END 3 */

结果展示：（此处我发送了四次）

(2)中断模式接收
 /* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t rece[4];
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 2 */
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE);//使能接收中断          
 /* USER CODE END 2 */


/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rece, 6); //打开接收中断接收数据
/* USER CODE END 3 */ 	

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
	{
		if(huart == &huart1)  //判断是不是为串口一的中断
       {
			HAL_UART_Transmit(&huart1, rece, 6,0xFFFF);//将收到的数据发回来
		}
	}
/* USER CODE END 4 */

结果展示：

(3)DMA模式发送

这里其实不是完全使用DMA模式，是DMA和接受中断的一个结合。

 /* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t rece[4];
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 2 */
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE);//使能接收中断          
 /* USER CODE END 2 */


/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rece, 6); //打开DMA接收数据
/* USER CODE END 3 */ 	

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
	{
		if(huart == &huart1)  //判断是不是为串口一的中断
       {
			HAL_UART_Transmit(&huart1, rece, 6，0xFFFF);//将收到的数据发回来
		}
	}
/* USER CODE END 4 */

结果展示：

(4)DMA+空闲中断--不定长
//main.c
/* USER CODE BEGIN 0 */
#define BUFFERSIZE 255//可以接收的最大字符个数
uint8_t ReceiveBuff[BUFFERSIZE]; //接收缓冲区
uint8_t Rx_len;//接收完成中断标志，接收到字符长度
extern DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);//Idle Data
  /* USER CODE END 2 */

//stm32f4xx_it.c
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 */
uint32_t temp;
	if(USART1 == huart1.Instance)//判断是否为串口1中断
	{
		if(RESET != __HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE))//如果为串口1空闲
		{
			__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除中断标志
			HAL_UART_DMAStop(&huart1);//停止DMA接收
			temp  = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);//获取DMA当前还有多少未填充
			Rx_len =  BUFFERSIZE - temp; //计算串口接收到的数据个数
			HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,ReceiveBuff,Rx_len);//发送数据
			Rx_len=0;//接收数据长度清零
			HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,ReceiveBuff,BUFFERSIZE);//开启下一次接收
		}	
	}

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

结果展示：

Hacanchen
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