STM32-HAL库（快速入门）-3-UART-不定长收发简便版

ZTL-chd

已于 2025-04-18 12:20:01 修改

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

于 2024-04-30 15:17:44 首次发布

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代码文件：

链接：https://pan.baidu.com/s/1ZjbgVoDO5RGnTeN7z6pC_Q?pwd=91c7
提取码：91c7

一、UART基本原理

UART：通用异步通信 USART：通用同步异步通信

异步通信：通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。

同步通信：通信要确保双方时钟完全相同

由于一般我们只用异步模式，所以本章为UART，也只介绍异步通信的使用

串口部分电路图

发送阶段：先将要发送的舒服放入TDR中，再由TDR转入移位寄存器，最后再一位一位通过TX引脚发出。

接收阶段：RX引脚一位一位存入移位寄存器，再一次性转入RDR寄存器。

重点标志位：

TXE：TDR寄存器中的数据已经被转移到移位寄存器（1）

TC：移位寄存器中的数据发送完成（1）

RXNE：接收完数据（1）

二、cubemx配置

1.基本（阻塞方式）发送/接收

阻塞模式：发送和接收函数会一直等待，直到数据发送或接收完成，因此会影响效率。

第一步：选择串口

第二部：选择异步模式

第三步：设置参数

baud rate：波特率可以理解为发送数据的速度

word length：字长可以理解为一次性发送多少位的二进制码

parity：奇偶校验

stop bits：停止位

data direction：数据放心选择收发模式

over sampling：过采样用串口发送的n倍速率来采样，可以滤除干扰信号

阻塞模式配置只需要配置这些就可以用了

2.中断模式发送/接收

中断模式：发送和接收函数是非阻塞的，中断后立即返回，程序在等待数据传输的同时执行其他任务

cubemx中打开串口中断即可

三、代码实现

1.基本（阻塞方式）发送/接收

定义数据数组

定时发送数据、接收到数据后立刻返回

总代码：

  uint8_t message[] = "hello world";
  uint8_t receiveData;

  HAL_UART_Transmit(&huart1,message,12,200);
  HAL_Delay(500);
      
//参数1：串口结构体；参数2：数据数组地址；参数3：数据长度；参数4：超时时间  
  HAL_UART_Receive(&huart1,&receiveData,2,HAL_MAX_DELAY);
//参数1：串口结构体；参数2：发送数据；参数3：数据长度；参数4：超时时间  
  HAL_UART_Transmit(&huart1,&receiveData,2,200);

连接好串口线之后，确认参数选择无误打开串口，即可看到发送的数据了！

注意：

1.连接串口线的时候，要注意单片机的TX连接到电脑的RX，单片机的RX连接到电脑的TX

2.串口助手使用时，要取消RTS，否则，串口助手会让单片机始终保持复位状态，直接卡住什么现象也没有（困扰我1小时。。。。。）

2.printf重定向

printf重定向会让我们的代码调试、日志输出、人机交互等更加便捷

第一步：包含stdio文件

#include "stdio.h"

第二步：重定向fputc

//printf重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

第三步：勾选Use MicroLIB

这一步很重要！！！也要注意，cubemx重新生成程序后会给这个勾选取消，如果没有重新勾选，工程可能会直接卡死，debug里需要点击三次run才能进入main，如要使用printf，时刻检查！！！

测试代码：

      HAL_Delay(500);
      printf("ZTL\r\n");

效果：

3.中断模式发送/接收

发送：

直接调用函数即可，无需设置停止时间

      参数1：串口号；参数2：发送信息的地址；参数3：字节数，直接用sizeof获取
      HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,message,sizeof(message));//中断方式发送数据
      HAL_Delay(500);

接收：

中断接收函数：

参数1：串口号；参数2：接收到的数据缓冲区地址；参数3：接收多少数据
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

HAL_UART_RECEIVE_IT执行过程可以理解为：打开串口中断，返回主函数，后台自动接收Size个数据，当接收满Size个数据后触发中断！如果你设置Size=10，然而只发了123456不能触发中断，还得再发7890才能触发中断，触发中断后调用一系列函数，调用过程中，“关闭了接收中断”，然后跳转到回调函数（用户编写的处理数据函数），所以，我们需要在while前先调用一次来打开接收中断，再在回调函数重新调用一次，用来重新打开串口接收中断。

不定长代码收发逻辑：

由上面可知，HAL库的串口中断需要接收size个数据才能进入callback回调函数，那我们可以直接设置size=1，那么每收到1位数据就可以进入这个中断，来对这1位数据操作，比如存入一个数组中。如发送了12345，收到1后，进入中断

那么现在我们就要想办法怎么一位一位的存起来再拿出来。解决方法就是设置一个数组，并规定数组最大值为100，再设置一个下标索引，来不断指示当前的数据应该存在数组的哪一个位置，再设置一个停止字符，当最后一位是该字符，则可以开始处理整个字符串了。

第一步：定义接收字符缓冲区

第二步：打开串口接收中断

while前调用一次receive_it，这时，下标为0，数据存在buffer【0】

由于HAL库封装的原因，当我们开启串口中断后，其具体的中断还没有被打开，比如你想使用串口接收中断，它还没有被激活，我们需要调用接收中断函数手动激活。

第三步：不定长收发

先判断引起中断引脚号是不是串口1，再判断当前缓存区有没有空间了，如果有，则从寄存器取出来数据，存入缓冲区，第一次执行的话，则存入了buffer【0】，然后下标加1，接着判断这个字符是不是结束字符，如果不是，则重新开启中断，再往后接收，直到这个字符是结束字符，那我们仍然把它存入buffer，然后对数据进行处理，处理结束后清空缓冲区，防止对下一次传输的数据进行干扰。最后，如果缓冲区不足，比如定义最多存100个字符，结果从0发到了200个，那么存到第101个的时候，就不够用了，那么我们需要报错，并且清空缓冲区，让对方重新发。

由于赶工可能写的不是很好，如果有bug或者其他问题，可以直接发到评论区