前言
1、UART_Receive_IT
2、HAL_UART_Receive
3、 HAL_UART_Receive_IT
前言
看了很长时间串口中断的HAL库，最容易混淆的就是函数的名称，主要集中在UART_Receive_IT、HAL_UART_Receive、HAL_UART_Receive_IT。有点傻傻分不清楚，接下来分析一下他们各自的含义。
1、UART_Receive_IT
函数代码如下：
static HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
uint16_t *tmp;
/* Check that a Rx process is ongoing */
if (huart->RxState == HAL_UART_STATE_BUSY_RX)
{
if (huart->Init.WordLength == UART_WORDLENGTH_9B)//判断CR寄存器的第12位W是否为1 ，为1则代表设置为一个起始位， 9个数据位， n个停止位
{
tmp = (uint16_t *) huart->pRxBuffPtr;//将pRxBuffPtr这个缓冲区的首地址先转化为16位的整型再赋值给tmp
if (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE)//奇偶校验位
{
*tmp = (uint16_t)(huart->Instance->DR & (uint16_t)0x01FF);
huart->pRxBuffPtr += 2U;
}
else
{
*tmp = (uint16_t)(huart->Instance->DR & (uint16_t)0x00FF);
huart->pRxBuffPtr += 1U;
}
}
else
{
if (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE)
{
*huart->pRxBuffPtr++ = (uint8_t)(huart->Instance->DR & (uint8_t)0x00FF);//将数据寄存器DR的值载入到huart的缓冲区指针所指向的位置
}
else
{
*huart->pRxBuffPtr++ = (uint8_t)(huart->Instance->DR & (uint8_t)0x007F);
}
}
if (--huart->RxXferCount == 0U)
{
/* Disable the UART Data Register not empty Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_RXNE);
/* Disable the UART Parity Error Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_PE);
/* Disable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_ERR);//接收数据完成，关闭中断并开始回调函数
/* Rx process is completed, restore huart->RxState to Ready */
huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/*Call registered Rx complete callback*/
huart->RxCpltCallback(huart);
#else
/*Call legacy weak Rx complete callback*/
HAL_UART_RxCpltCallback(huart);
#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */
return HAL_OK;
}
return HAL_OK;
}
else
{
return HAL_BUSY;
}
}
前半部分其实我觉得tmp这个变量存在与否没有什么关键含义，因为if-else的两种情况都是将USART的DR寄存器的值存放到pRxBuffPtr这个缓存区，只不过这个pRxBuffPtr是一个指向缓存区首地址的指针。这个函数是把所有输入的数据一个一个存放到缓存区中，也就是，一个数据对应一次中断，直到确认所有的数据都存放到缓存区中，huart->RxXferCount对应的值也会自减为0，此时会执行3个__HAL_UART_DISABLE_IT函数来关闭中断（我也不知道为什么HAL库要这样设置），之后会进入回调函数，我们只需在回调函数中写入我们的用户代码即可。但是其中一定要包含打开中断的函数，因为__HAL_UART_DISABLE_IT这个函数已经关闭中断。可以仔细品读这个函数，详细的注释我已经写在了代码块里面，有了注释应该就不难理解。
2、HAL_UART_Receive
这个代码如下
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
uint16_t *tmp;
uint32_t tickstart = 0U;
/* Check that a Rx process is not already ongoing */
if (huart->RxState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if ((pData == NULL) || (Size == 0U))
{
return HAL_ERROR;
}
/* Process Locked */
__HAL_LOCK(huart);
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;
/* Init tickstart for timeout managment */
tickstart = HAL_GetTick();
huart->RxXferSize = Size;
huart->RxXferCount = Size;
/* Check the remain data to be received */
while (huart->RxXferCount > 0U)
{
huart->RxXferCount--;
if (huart->Init.WordLength == UART_WORDLENGTH_9B)
{
if (UART_WaitOnFlagUntilTimeout(huart, UART_FLAG_RXNE, RESET, tickstart, Timeout) != HAL_OK)
{
return HAL_TIMEOUT;
}
tmp = (uint16_t *) pData;
if (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE)
{
*tmp = (uint16_t)(huart->Instance->DR & (uint16_t)0x01FF);
pData += 2U;
}
else
{
*tmp = (uint16_t)(huart->Instance->DR & (uint16_t)0x00FF);
pData += 1U;
}
}
else
{
if (UART_WaitOnFlagUntilTimeout(huart, UART_FLAG_RXNE, RESET, tickstart, Timeout) != HAL_OK)
{
return HAL_TIMEOUT;
}
if (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE)
{
*pData++ = (uint8_t)(huart->Instance->DR & (uint8_t)0x00FF);
}
else
{
*pData++ = (uint8_t)(huart->Instance->DR & (uint8_t)0x007F);
}
}
}
/* At end of Rx process, restore huart->RxState to Ready */
huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(huart);
return HAL_OK;
}
else
{
return HAL_BUSY;
}
}
这个函数和UART_Receive_IT这个函数内容大同小异，只是少了回调函数而已，可以参考上面的函数。
3、 HAL_UART_Receive_IT
代码如下
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
/* Check that a Rx process is not already ongoing */
if (huart->RxState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if ((pData == NULL) || (Size == 0U))
{
return HAL_ERROR;
}
/* Process Locked */
__HAL_LOCK(huart);
huart->pRxBuffPtr = pData;
huart->RxXferSize = Size;
huart->RxXferCount = Size;
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;
/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(huart);
/* Enable the UART Parity Error Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_PE);
/* Enable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_ERR);
/* Enable the UART Data Register not empty Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_RXNE);
return HAL_OK;
}
else
{
return HAL_BUSY;
}
}
记住！这个函数不是用来接收数据的！这个函数不是用来接收数据的！这个函数不是用来接收数据的！他是用来打开中断，配置串口中断的！不是真正的接收数据的中断函数，很容易把它和其他两个函数混淆。看了上面两个函数的解释，这个函数的内容应该不难理解，这也就是，我们要手动打开串口中断，就要在main函数里面首先写下它，否则无法进入串口中断（亲测如此），其次还要在回调函数里面添加这个函数（因为之前就说过一旦进入回调函数，串口中断就会关闭），为了下一次接收数据考虑，需要这么做。
PS：很多人一直觉得用户代码可以在中断函数里面写，但是我们一般不写在中断函数中，而是在回调函数里面写。如果写在中断函数中，和标准库没什么两样。而HAL库将函数都已封装完整，回调函数完好地提供一个API接口，供用户使用。回调函数和普通函数还是有一定区别的，读者可以查阅其他资料，在此不再赘述。
想要更加细致地了解这三个函数，推荐一下这篇文章：关于HAL库串口中断接收哪些路子 第二弹
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奈何篇幅限制，只传了一小部分上去，今天陆续把接下来的也都发上去，记得第一的结尾说道了串口处理结构体，`UART_HandleTypeDef huart1;`这里暂且不用，往下看，声明三个函数，，有两个带static修饰的要注意，封装好的接口，对外部透明，别想着在main.c外面调用。
现在进去主函数，HAL库初始化略过，时钟初始化略过，引脚初始化略过，都是在MX里配置好的，不管它们，现在到了串口初始化，这个本该也略过的，但是里面涉及了一些参数，后期封装时如果想修改例如波特率之类的，可以借鉴一下，也一笔带过。
在一系列初始化完成后，我们需要自己操作串口了，调这个东东`while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RxByte,1)==HAL_OK);`
这个函数的作用为打开串口接收中断，我们之前在MX里设置的global interrupt 是UART的总中断开关，这里单独打开接收中断（本人亲测，不打开是进不去中断IRQ函数滴），第一个参数指明UART控制器，第二个参数是一个地址，用来存储接收到的数据，第三个是接收个数，这三参数我一个一个说：
1.先说这里为何要 while();经我了解，HAL_UART_Receive_IT()函数只会返回3种结果：错误，正常，忙碌。体现到代码里，分别是HAL_ERROR、HAL_OK、HAL_BUSY。如果参数错误，直接返回HAL_ERROR如果参数正确，第一次会返回HAL_OK，第二次会返回HAL_BUSY，原因在这里
跟踪这两枚举常量，值不去管他，看它的解释
意思是这样的:HAL_UART_STATE_READY外设已被初始化并且备用,HAL_UART_STATE_BUSY_TX数据发送进程正在进行中，看到这里，应该就差不多明白了while();的意义。在我们打开串口接收中断的初次，系统标志位没有被置位，返回了HAL_OK，当第二次进入的时候，由于外设已被初始化，直接跳出判断语句，返回HAL_BUSY。这样做的好处是：我表达了一个主观意愿，我要打开UART接收中断，你只有打开了或者打开出错了，才能从while()里出来，你要是尝试去打开了，结果又没出错又打不开，你就卡到while()里去吧!这种状况很少见，除非寄存器坏了或初始化错误！理论通了，你也可以表达你的主观意愿，例如：while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RxByte,1)==HAL_ERROR);`
例如:
do{
if(huart.State== HAL_UART_STATE_BUSY_TX)
{
continue;
}
}while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RxByte,1)!=HAL_BUSY);
打开接收中断后，理论上已经可以收到数据了，用串口助手发送一个字符或数字，可以看到程序进到USART1串口中断处理函数`void USART1_IRQHandler(void)`，类似这样的中断处理函数是有限的，根据芯片资源固定，声明在启动代码文件里它在内部自己调用了`HAL_UART_IRQHandler(&huart1);`MX生成的中断处理函数，看他传参的形式，可以了解到看来串口的中断处理九成九是共用的这个函数，再次给ST的可移植性点个赞！
继续跟进，HAL_UART_IRQHandler内部是一大堆的标志位检验，什么中断奇偶校验错误、中断帧错误巴拉巴拉之类的不去管它，主要看看被控UART到底发生的是神马中断类型和中断源，这时，来波小高潮，如果按照上面所说，串口助手发送的是一个字符，那么恭喜你，你将跳过所有错误，进入`UART_Receive_IT`球洞，并成功的接收到数据而不报错。这个 一个字符，主要由`HAL_UART_Receive_IT`最后一个参数决定。那如果发的不是一个字节呢？呵呵，你的第一个数据会放到指定地址的内存空间，之后程序会报这个错Over-Run,然后清掉你的UART ORE标志位，意味着你再也收不到了。那我只能收一个数据吗？我的回答是：第一弹里说过，我们平时用到的数据位，也就8位，每次发过来的数据，必定是一帧一帧的，所以我们以往的中断接收，都是发来一帧，立刻中断关闭，拿出数据，打开中断，处理数据。你发10个字符，他要关中断10次，开中断10次。而ST新的HAL库，是这么做滴：开中断等数据，数据来了之后，关闭中断，如果数据个数不够我传给它的接收个数，继续接收，什么时候收够了，再打开中断，处理数据这样，接收了10个数据，只中断了一次，避免了频繁产生中断的一系列问题，你问我依据在哪里？这样搞有木有不好的地方？咱第三弹再聊！
发现打字真的好累，当你看到这行字的的时候，找 《关于HAL库串口中断接收哪些路子 第三弹》谢谢！