STM32串口接收中断——基于HAL库

  • A+
所属分类:腾讯分分彩

写在前面  

  最近需要使用一款STM32L4系列的芯片进行开发,需要学习使用HAL库。在进行串口中断使用的时候遇到了一些小麻烦,写下解决方案供大家参考。

1.UART相关的头文件引用错误

   由于本人直接使用MDK进行开发,没有使用CubeMX,所以一些初始化需要手动进行。在引用UART相关的头文件时,记得将"stm32l4xx_hal_conf.h"文件中的相关宏定义取消注释,如下图:


STM32串口接收中断——基于HAL库

2.如何接收字符串(多次进入中断)

  接收字符串主要有两种方法,一种是对中断函数进行改造,另一种是对接收回调函数进行改造。

  在阐述这两种方法之前,需要介绍函数“HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)”。该函数的作用是用户自定义一个缓冲区(即参数pData),接受一定数量(由参数Size决定)的字符存入缓冲区中。同时,参数Size还决定着进入回调函数的频率,即每接收Size个字符,就进入一次回调函数。需要注意的是,Size只决定进入回调函数的频率,而不能影响进入接收中断的频率,无论Size是多少,每接收完成一个字符都会进入一次接收中断。

方法1:改造回调函数

  ①首先在主函数中进入主循环前的位置调用一次 HAL_UART_Receive_IT函数,定义一个字符数组getBuffer[]作为缓冲区,参数Size设定为10。即每接收10个字符,就进入一次回调函数。


STM32串口接收中断——基于HAL库

  ②注册中断函数   

1  void USART1_IRQHandler(void)
2  {
3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志,取消中断使能,并间接调用回调函数
4  }

  ③在文件“stm32l4xx_hal_uart.h”中,我们可以看到串口接收回调函数的定义。使用“_weak”关键字定义的函数,其具有如下特性: 一般情况下和一般函数相同。但是当有一个同名函数但是不带__weak被定义时,所有对这个函数的调用都是指向后者(不带__weak那个)。也就是说,ST官方提供的这个回调函数需要我们自己进行改写。  

 1    /**
 2     * @brief Rx Transfer completed callback.
 3     * @param huart UART handle.
 4     * @retval None
 5     */
 6   __weak void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
 7   {
 8     /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
 9     UNUSED(huart);
10       
11     /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
12               the HAL_UART_RxCpltCallback can be implemented in the user file.
13      */
14   }

  我们在主函数所在的文件中对回调函数进行改写:  

1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: "; //用户提示信息
2   uint8_t Enter[] = "\r\n"; //回车换行
3   uint8_t getBuffer[100]; //用户自定义的缓冲区
4   void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
5   {
6    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK); //发送字符串,用户提示信息
7    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, 10, 5000)!= HAL_OK); //发送用户自定义缓冲区中的数据
8    while(HAL_UART_Transmit(UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK); //发送回车换行
9   }

  以上代码的作用是把用户发送给单片机数据再返回给用户。运行效果如下图:

 
STM32串口接收中断——基于HAL库

  我们可以看到,用户向单片机发送了10个字符,单片机向串口助手返回了这10个数据。但是以上程序只能实现一次,当我们再次向单片机发送数据时,单片机却不再返回数据。这是因为我们在中断函数中取消了中断使能,所以导致了进入一次中断后,中断被关闭,无法再次进入中断的现象。为了实现多次数据返回,我们要在中断处理函数中添加一行代码: 

1  void USART1_IRQHandler(void)
2  {
3    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志,取消中断使能,并间接调用回调函数
4    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //添加的一行代码
5  }

  这样就可以实现多次数据返回了,新的执行结果如下图:

 
STM32串口接收中断——基于HAL库

  可见,函数HAL_UART_Receive_IT还有中断使能的作用。这一功能的实现我们可以在HAL_UART_Receive_IT函数中找到。

 方法2:改造中断处理函数

  ①首先在主函数中进入主循环前的位置调用一次 HAL_UART_Receive_IT函数,定义一个字符value作为缓冲区,参数Size设定为1。即每接收1个字符,就进入一次回调函数。使得进入回调函数的频率与进入中断处理函数的频率相同。这样,我们就可以直接在中断函数中对接收的数据进行处理了。


STM32串口接收中断——基于HAL库

  ②注册中断函数    

 1   uint8_t myBuffer[] = "I have gotten your message: ";
 2   uint8_t getBuffer[10];
 3   uint8_t Enter[] = "\r\n";
 4   void USARTx_IRQHandler(void)
 5   {
 6    HAL_UART_IRQHandler(&UartHandle); //该函数会清空中断标志,取消中断使能,并间接调用回调函数
 7    
 8    getBuffer[countOfGetBuffer++] = value; 
 9    if(countOfGetBuffer == 10)
10    {
11     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)myBuffer, COUNTOF(myBuffer), 5000)!= HAL_OK);
12     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)getBuffer, countOfGetBuffer, 5000)!= HAL_OK);
13     while(HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)Enter, COUNTOF(Enter), 5000)!= HAL_OK);
14     countOfGetBuffer = 0;
15    }
16    HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)&value,1);  //由于接收中断是每接收一个字符便进入一次,所以这一行代码必须添加,否则只能接收一个字符,而无法接收整个字符串
17   }

  以上代码的作用是接收每个来自用户的字符,并依次存入用户自定义的缓冲区中,数量达到10个后,将缓冲区中的所有数据返回给用户,同时清空计数,准备接下来10个字符的接收。运行效果如下图:

 
STM32串口接收中断——基于HAL库

写在最后

  看完本文,大家可能对回调函数中断处理函数的关系产生了疑问。其实是这样的,单片机每完成接收一个字符,就会进入一次中断处理函数,而在中断处理函数中,我们又调用了函数“void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)”,该函数会间接调用回调函数,也就是说回调函数是由中断处理函数间接调用的。而函数“HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)”决定了中断处理函数调用回调函数的频率,若Size为1,则每进入一次中断处理函数都会调用一次回调函数;若Size为10,则每第十次进入中断处理函数时,才会调用回调函数。方法2使用了标准库中断处理数据的思想。