STM32串口接收中断——基于HAL库
写在前面
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：
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。
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：
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：
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。
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：
写在最后
看完本文，大家可能对回调函数和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。
