程序员经验分享-hwhale

STM32F4 UART基础(HAL库)

2023-05-16

文章目录

  • 概述
  • `UART`初始化
    • `UART`参数初始化
      • `UART`句柄
      • `UART`初始化结构体
      • `UART`参数初始化函数
    • `UART`时钟初始化
    • `UART_GPIO`初始化
    • `UART`中断配置
    • `Msp`初始化函数
  • `UART`无中断收发
    • `UART`发送数据
      • `UART`发送数据`API`
      • `UART`无中断发送示例
    • `UART`接收数据
      • `UART`接收数据`API`
      • `UART`无中断接收数据示例
  • `UART`中断收发
    • `UART`发送中断
      • `UART`发送中断使能
      • `UART`发送完成中断回调
      • `UART`发送中断示例
      • 注意：
    • `UART`接收中断
      • `UART`接收中断使能
      • `UART`接收完成中断回调
      • `UART`接收中断示例
      • 注意：

概述

 本篇将以STM32F407VET6芯片的USART1为例，总结STM32CubeIDE平台关于UART通信的**主动收发(无中断收发)和被动收发(中断收发)**流程。应当注意，对于USART的常规应用，应当使用HAL库中的UART API.

UART初始化

 UART的完整初始化流程为：

1.UART参数初始化
    (1).UART句柄配置
    (2).UART初始化结构体配置
    (3).UART使能
2.UART时钟初始化(置于UART_Msp初始化函数)
3.UART_GPIO初始化(置于UART_Msp初始化函数)
    (1).GPIO时钟初始化
    (2).GPIO参数初始化
4.UART中断配置(置于UART_Msp初始化函数)
    (1).NVIC总中断优先级配置
    (2).NVIC使能总中断
    (3).UART开启分中断(发送中断/接收中断)

UART参数初始化

UART句柄

 UART句柄是UART初始化和具体操作中最重要的参数，应当声明为工程级别的全局变量。HAL库中采用 发送缓冲区 和 接收缓冲区 一次发送/接受 一个或多个字节 的方式提高数据吞吐效率。

typedef struct __UART_HandleTypeDef {
    
    /* UART实例，取值有 USART1,USART2,USART3,UART4,UART5... */
    USART_TypeDef *Instance;
    
    /* UART初始化结构体 */
    UART_InitTypeDef Init;
    
    /* UART 本次 发送缓冲区指针 */
    uint8_t *pTxBuffPtr;
    
    /* UART 本次 发送缓冲区字节数 */
    uint16_t TxXferSize;
    
    /* UART 本次 已发送字节数，用于查询发送进度 */
    __IO uint16_t TxXferCount;
    
    /* UART 本次 接收缓冲区指针 */
    uint8_t *pRxBuffPtr;
    
    /* UART 本次 接收缓冲区字节数 */
    uint16_t RxXferSize;
    
    /* UART 本次 已接收字节数，用于查询接收进度 */
    __IO uint16_t RxXferCount;
    
    /* DMA发送缓冲区指针 */
    DMA_HandleTypeDef *hdmatx;
    
    /* DMA接收缓冲区指针 */
    DMA_HandleTypeDef *hdmarx;
    
    /* UART同步锁状态，取值有 HAL_UNLOCKED / HAL_LOCKED */
    HAL_LockTypeDef Lock;
    
    /* UART发送状态 */
    __IO HAL_UART_StateTypeDef gState;
    /* UART接收状态 */
    __IO HAL_UART_StateTypeDef RxState;
    /* UART错误码 */
    __IO uint32_t ErrorCode;

} UART_HandleTypeDef;

UART初始化结构体

typedef struct {
    
    /* 波特率 */
    uint32_t BaudRate;
    
    /* 帧字长，一般取 UART_WORDLENGTH_8B */
    uint32_t WordLength;
    
    /* 停止位，一般取 UART_STOPBITS_1 */
    uint32_t StopBits;
    
    /* 奇偶校验位，一般取 UART_PARITY_NONE */
    uint32_t Parity;
    
    /* UART收发模式，取值有
       UART_MODE_RX - 发送模式
       UART_MODE_TX - 接收模式
       UART_MODE_TX_RX - 发送_接收全双工模式 */
    uint32_t Mode;
    
    /* 硬件流控制，一般取 UART_HWCONTROL_NONE */
    uint32_t HwFlowCtl;
    
    /* 过采样倍率，一般取 UART_OVERSAMPLING_16 */
    uint32_t OverSampling;
} UART_InitTypeDef;

UART参数初始化函数

/* UART参数初始化 
   参数：huart - UART句柄指针 
   返回：
   HAL_ERROR - huart = NULL 时，将返回 HAL_ERROR 
   HAL_OK - UART初始化成功 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart);

UART参数初始化实例：

void MX_USART1_UART_Init(void) {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    // 使用 UART API 而不是 USART API
    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

UART时钟初始化

/* UART时钟使能应置于 Msp初始化函数 中 */

/* 宏函数，USART时钟使能 */
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
/* 宏函数，USART时钟失能 */
__HAL_RCC_USART1_CLK_DISABLE();

/* 宏函数，UART时钟使能 */
__HAL_RCC_UART4_CLK_ENABLE();
/* 宏函数，UART时钟失能 */
__HAL_RCC_UART4_CLK_DISABLE();

UART_GPIO初始化

/* UART_GPIO初始化应当置于 Msp初始化函数 中 */

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/* GPIO时钟初始化 */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

GPIO_InitStruct.Pin = USART1_TX_Pin|USART1_RX_Pin;
/* 复用推挽输出模式 */
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
/* 上拉电阻 */
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
/* 复用映射 */
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;

HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

UART中断配置

/* UART中断配置应置于 Msp初始化函数 中 */

/* UART总中断优先级配置 */
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,0,0);

/* UART总中断使能 */
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

Msp初始化函数

 UART参数初始化函数HAL_UART_Init()中调用了Msp初始化函数实现用户自定义初始化配置。UART的时钟使能、GPIO初始化、中断配置 都应当在Msp初始化函数中实现。

/* 使用 UART API 而并非 USART API */
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle) {
    
    // 时钟使能
    // GPIO初始化
    // 中断配置
    
}

UART无中断收发

UART发送数据

UART发送数据API

/* UART无中断发送数据
   参数：
   huart - UART句柄指针
   pData - UART本次发送缓冲区指针 
   Size - UART本次发送缓冲区字节数 
   Timeout - UART发送超时时限 
   
   返回：
   HAL_OK - UART成功发送指定字节数(Size)
   HAL_ERROR - pData = NULL 或 Size = 0 将返回 HAL_ERROR 
   HAL_TIMEOUT - UART发送超时 
   HAL_BUSY - UART发送繁忙 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, 
                                    uint8_t *pData, 
                                    uint16_t Size, 
                                    uint32_t Timeout);

UART无中断发送示例

uint8_t *TxBufferPtr = (uint8_t*)"Successful!\n\r";
#ifndef TIMEOUT
#define TIMEOUT 1000
#endif
while(HAL_UART_Transmit(&huart1,TxBufferPtr,13,TIMEOUT) != HAL_OK);

UART接收数据

UART接收数据API

/* UART无中断接收数据
   参数：
   huart - UART句柄指针
   pData - UART本次接收缓冲区指针 
   Size - UART本次接收缓冲区字节数 
   Timeout - UART接收超时时限 
   
   返回：
   HAL_OK - UART成功接收指定字节数(Size)
   HAL_ERROR - pData = NULL 或 Size = 0 将返回 HAL_ERROR 
   HAL_TIMEOUT - UART接收超时 
   HAL_BUSY - UART接收繁忙 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, 
                                    uint8_t *pData, 
                                    uint16_t Size, 
                                    uint32_t Timeout);

UART无中断接收数据示例

uint8_t RxBufferPtr[10] = {0};
#ifndef TIMEOUT
#define TIMEOUT 1000
#endif
/* 接收完成指定字节数之前，main()将一直阻塞 */
while(HAL_UART_Receive(&huart1,RxBufferPtr,10,TIMEOUT) != HAL_OK);
// 接收回显
while(HAL_UART_Transmit(&huart1,RxBufferPtr,10,TIMEOUT) != HAL_OK);

UART中断收发

 HAL库中将UART中断深度封装，仅提供中断回调函数进行用户中断处理逻辑的实现。中断回调函数均有弱定义(__weak)声明，用户可在任意源文件(.c)中重新强定义(无__weak声明)中断回调函数实现自定义中断处理逻辑。
UART中断回调流程：

1.中断发生
2.进入中断服务函数 UARTx_IRQHandler()
3.中断服务函数调用 通用入口函数 HAL_UART_IRQHandler(),
  通用入口函数中进行中断源的判断、中断标志的清除等操作
4.通用入口函数依据事件判断调用 中断回调函数 HAL_UART_XxxCallback()

UART发送中断

UART发送中断使能

/* 使能发送中断并配置本次发送中断缓冲区 
   参数：
   huart - UART句柄指针
   pData - UART本次发送缓冲区指针 
   Size - UART本次发送缓冲区字节数 
   
   返回：
   HAL_OK - 配置成功且UART发送中断准备就绪
   HAL_ERROR - pData = NULL 或 Size = 0 将返回 HAL_ERROR
   HAL_BUSY - UART发送中断未准备就绪 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart,
                                       uint8_t *pData,
                                       uint16_t Size);

UART发送完成中断回调

/* UART成功发送指定字节数(Size)将执行此中断回调 */
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    // 用户中断处理逻辑
}

UART发送中断示例

uint8_t *TxBufferPtr = (uint8_t*)"Successful!\n\r";
int main(void) {
    /*****省略代码*****/
    while(HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,TxBufferPtr,13) != HAL_OK);
    /*****省略代码*****/
}

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if(huart->Instance == USART1) {
        // 发送完成之后打开LED
        LED_ON();
    } 
}

注意：

 UART发送中断回调的机制是：每发送一个字节之后均会进入中断服务函数，通过UART句柄中的TxXferCount判断UART发送数据的进度，如果发送达到指定字节数(Size)，则调用HAL_UART_TxCpltCallback().

 HAL_UART_Transmit_IT()只能开启1次发送中断，调用发送中断回调函数之后便 失能 发送中断。在合适的时机再次调用HAL_UART_Transmit_IT()可以再次开启发送中断。

 HAL_UART_Transmit_IT()不可在UART的Msp初始化函数中调用。Msp初始化函数并非在UART参数初始化函数HAL_UART_Init()的末尾调用，在Msp初始化函数调用之后还会进行UART状态的初始化操作。如果在Msp初始化函数中调用HAL_UART_Transmit_IT()将导致错误判断UART发送状态，HAL_UART_Transmit_IT()将错误返回HAL_BUSY.
 正确的做法是：在UART参数初始化函数HAL_UART_Init()调用后调用HAL_UART_Transmit_IT().

UART接收中断

UART接收中断使能

/* 使能接收中断并配置本次接收中断缓冲区 
   参数：
   huart - UART句柄指针
   pData - UART本次接收缓冲区指针 
   Size - UART本次接收缓冲区字节数 
   
   返回：
   HAL_OK - 配置成功且UART接收中断准备就绪
   HAL_ERROR - pData = NULL 或 Size = 0 将返回 HAL_ERROR
   HAL_BUSY - UART接收中断未准备就绪 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart,
                                       uint8_t *pData,
                                       uint16_t Size);

UART接收完成中断回调

/* UART成功接收指定字节数(Size)将执行此中断回调 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    // 用户中断处理逻辑
}

UART接收中断示例

uint8_t RxBufferPtr[10] = {0};
int main(void) {
    /*****省略代码*****/
    while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,RxBufferPtr,10) != HAL_OK);
    /*****省略代码*****/
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if(huart->Instance == USART1) {
        #ifndef TIMEOUT
        #define TIMEOUT 1000
        #endif
        // 接收回显
        while(HAL_UART_Transmit(&huart1,RxBufferPtr,10,TIMEOUT) != HAL_OK);
        // 换行
        while(HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"\r\n",2,TIMEOUT) != HAL_OK);
        // 使能中断
        while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,RxBufferPtr,10) != HAL_OK);
    } 
}

注意：

 UART接收中断回调的机制是：每接收一个字节之后均会进入中断服务函数，通过UART句柄中的RxXferCount判断UART接收数据的进度，如果接收达到指定字节数(Size)，则调用HAL_UART_RxCpltCallback().

 HAL_UART_Receive_IT()只能开启1次接收中断，调用接收中断回调函数之后便 失能 接收中断。在合适的时机再次调用HAL_UART_Receive_IT()可以再次开启接收中断。

 HAL_UART_Receive_IT()不可在UART的Msp初始化函数中调用。Msp初始化函数并非在UART参数初始化函数HAL_UART_Init()的末尾调用，在Msp初始化函数调用之后还会进行UART状态的初始化操作。如果在Msp初始化函数中调用HAL_UART_Receive_IT()将导致错误判断UART接收状态，HAL_UART_Receive_IT()将错误返回HAL_BUSY.
 正确的做法是：在UART参数初始化函数HAL_UART_Init()调用后调用HAL_UART_Receive_IT().

本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

STM32F4

UART

hal

STM32F4 UART基础(HAL库) 的相关文章

  • 串口通信协议---UART

    串口通信的分类 UART属于串行 异步 全双工通信 串行通信与并行通信 根据传输数据的位宽 xff0c 串口通信可分为串行通信与并行通信 xff0c 串行通信是指设备之间通过少量数据信号线 一般是 8 根以下 xff0c 地线以及控制信号线

  • stm32 hal iwip EchoClient demo 使用

    tcp echoclient c span class token comment 64 file LwIP LwIP TCP Echo Client Src tcp echoclient c 64 author MCD Applicati

  • arduino学习——UART串口通信

    Serial begin 初始化串口 用作串口的启动 xff0c 常放置在setup xff08 xff09 中 原型 xff1a Serial begin speed Serial begin speed config 参数 xff1a

  • C51_day5:串口通信UART

    3 1 串口基本认知 串行接口简称串口 xff0c 也称串行通信接口或串行通讯接口 xff08 通常指COM接口 xff09 xff0c 是采用串行通信方式的扩展接口 串行接口 xff08 Serial Interface xff09 是指

  • 【STM32】HAL库-以太网外设-LAN8720A-LWIP-无操作系统

    开发环境 KEIL MDK ARM 5 27MCU STM32F429IGT6PHY IC LAN8720ALWIP LWIP2 1 2STM32CUBEMX 6 6 1HAL V1 27 1 LAN8720A使用RMII接口与STM32的

  • UART串口通信

    串口是 串行接口 的简称 xff0c 即采用串行通信方式的接口 串行通信将数据字节分成一位一位的形式在一条数据线上逐个传送 xff0c 其特点是通信线路简单 xff0c 但传输速度较慢 因此串口广泛应用于嵌入式 工业控制等领域中对数据传输速

  • stm32f407zgt6的pdr_on引脚怎么接

    原文链接 https www amobbs com thread 5495105 1 1 html dsign c6460fe9 407的100脚封装没有这个PDR ON 就是VSS 在引脚分布图中为pdr on 但实际量pdr on对VS

  • MicroPython串口数据转换技巧

    技巧一 还原从串口接收的HEX字符串 首先上官方文档 确认接收数据类型为bytes 串口读来的bytes类型HEX数据转换成HEX类型字符串转换函数 ByteToHex的转换 返回数据16进制字符串 def ByteToHex bins r

  • UART串口协议

    通用异步收发传输器 Universal Asynchronous Receiver Transmitter 通常称作UATR 是一种异步收发传输器 将数据由串行通信与并行通信间做传输转换 作为并行输入称为串行输出的芯片 UART是一种通用串

  • Android架构分析之硬件抽象层(HAL)

    一 分析HAL module 架构 Android硬件抽象层有三个核心数据结构 分别是hw module t hw module methods t hw device t 定义在hardware libhardware include h

  • 基于STM32F4单片机对步进电机的控制（有代码）

    步进电机简介 步进电机是将电脉冲控制信号转变为角位移或线位移的一种常用的数字控制执行元件 又称为脉冲电机 在驱动电源的作用下 步进电机受到脉冲的控制 其转子的角位移量和速度严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比 步进电机每接收一个电脉冲 转

  • IOError：[Errno 2]没有这样的文件或目录（当它确实存在时）Python [重复]

    这个问题在这里已经有答案了 我正在通过 python 中的 uart 传输文件文件夹 下面您可以看到简单的功能 但有一个问题 因为我收到如标题所示的错误 IOError Errno 2 No such file or directory 1

  • STM32的HAL中实现单按、长按和双按功能

    我正在尝试实现单击 双击和长按功能来执行不同的功能 到目前为止 我已经理解了单击和长按的逻辑 但我不知道如何检测双击 至于代码 我使用计数器实现了单击和长按 但代码仅停留在第一个 if 条件上 bool single press false

  • C语言UART通信（十六进制）

    我想向写入函数发送一个十六进制值 例如 0 90 这是因为需要通信的设备接收到的是十六进制数的命令 未使用的变量在测试时出现 并注释为丢失十六进制值 稍后将被删除 如何编写具有字符串以外的十六进制值的写入函数 对于初学者 请告诉我们如何通过

  • 如何将 microbit 与 BLE 连接并监听按钮按下事件？

    2021 年 11 月 28 日编辑 如果您需要使用蓝牙低功耗将 microbit 连接到计算机 并在单击按钮时执行操作 直接跳并跟随 ukBaz https stackoverflow com users 7721752 ukbaz的回答

  • 如何在R中从串口读取数据

    我想绘制来自串行端口的实时数据 我认为 R 将是完成这项工作的好工具 我在尝试从串行端口 COM4 读取数据时遇到了困难 我已经验证数据是通过 terra term 传入的 并在尝试 R 之前关闭会话 但我似乎无法在 R 中获取任何内容 我

  • 使用 /dev/tty* 进行 9 位 uart 仿真

    我有一个不常见的协议 它需要 9600 波特率 9 位和 1 个停止位 我找不到任何可以实现此发送 接收的驱动程序 我可以寄东西到 dev tty 用于模拟这些查询 我应该发送什么 如何模拟 9600 波特率 您可以使用粘性奇偶校验 也称为

  • STM32：从自定义引导加载程序跳转到应用程序时发生硬故障

    我正在开发带有自定义引导加载程序和应用程序的 STM32F401 MCU 编译器是GCC 5 2 1 没有运行优化 在以下跳转序列后的第一次中断后 我遇到了硬故障 引导加载程序 gt 应用程序 gt 引导加载程序 gt 应用程序 从引导加载

  • 如何检测来自 QNX 中 ncurses 的屏幕调整大小事件？

    我无法配置为接收有关使用 ncurses QNX Momentics 更改终端大小的事件 我使用Putyy作为终端 通过COM端口传输数据 我的问题是如何实现使用远程终端时接收屏幕变化事件 FILE fcons fopen dev ser1

  • Android Things 5​​.1 - 9 位 UART

    我正在尝试使用 Android Things 支持 9 位 UART 当我尝试将数据大小设置为 9 时 我收到 IO 异常 唯一有效的配置是 7 位和 8 位 我知道可以使用奇偶校验错误中断进行 9 位模拟 但在 Android 上 我没有

随机推荐

热门标签