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STM32 串口接收流程-串口接收中断

2022-01-12 00:57  jym蒟蒻  阅读(2849)  评论(0)  编辑  收藏  举报

串口接收

串口接收流程

  1. 编程USARTx_CR1的M位来定义字长。
  2. 编程USARTx_CR2的STOP位来定义停止位位数。
  3. 编程USARTx_BRR寄存器确定波特率。
  4. 使能USARTx_CR1的UE位使能USARTx。
  5. 如果进行多缓冲通信，配置USARTx_CR3的DMA使能（DMAT)。
  6. 使能USARTx_CR1的RE位为1使能接收器。
  7. 如果要使能接收中断（接收到数据后产生中断），使能USARTx_CR1的RXNEIE位为1。

当串口接收到数据时

  1. USARTx_SR（ISR)的RXNE位置1。表明移位寄存器内容已经传输到RDR（DR）寄存器。已经接收到数据并且等待读取。
  2. 如果开启了接收数据中断（USARTx_CR1寄存器的RXNEIE位为1），则会产生中断。（程序上会执行中断服务函数）
  3. 如果开启了其他中断（帧错误等），相应标志位会置1。
  4. 读取USARTx_RDR（DR）寄存器的值，该操作会自动将RXNE位清零，等待下次接收后置位。

串口接收流程（HAL库）

配置过程：

接收配置步骤①~⑥和发送流程一样，调用HAL_UART_Init函数HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart);

步骤⑦开启接收中断：HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef*huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)；

接收数据过程：

步骤①获取状态标志位通过标识符实现：

   __HAL_UART_GET_FLAG            //判断状态标志位
   __HAL_UART_GET_IT_SOURCE   //判断中断标志位

步骤②~③中断服务函数：

void USARTx_IRQHandler(void) ;//(x=1~3,6)
void UARTx_IRQHandler(void) ;//(x=4,5,7,8)

在启动文件startup_stm32fxxx.s中查找。
步骤④读取接收数据：
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

串口接收中断程序配置过程(HAL库）

  1. 初始化串口相关参数，使能串口：HAL_UART_Init();
  2. 串口相关IO口配置，复用配置：
    在HAL_UART_MspInit中调用HAL_GPIO_Init函数。
  3. 串口接收中断优先级配置和使能：
    HAL_NVIC_EnableIRQ()；
    HAL_NVIC_SetPriority();
  4. 使能串口接收中断：HAL_UART_Receive_IT();
  5. 编写中断服务函数：USARTx_IRQHandler

经过上面步骤，我们就可以写完整的串口接收实验。我们就可以在中断服务函数中编写中断处理过程。
HAL库提供了详细的中断处理函数HAL_UART_IRQHandler，我们在中断服务函数中会调用此函数处理中断。

在这里插入图片描述

在void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)函数里可以找到：UART_Receive_IT(huart);然后找到他的定义static HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)，里面可以找到HAL_UART_RxCpltCallback(huart);他是一个接收完成处理回调函数，void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)，用户可以自己编写。

在USART_HandleTypeDef中有如下变量：RxXferSize是接收的数量，RxXferCount是剩余的数据个数，pRxBuffPtr指向数据存储位置的地址。比如，一开始要接收10个数据，pRxBuffPtr指向一个起始位置，初始时RxXferSize=10，RxXferCount=10，每接收一次，RxXferCount的值就减去1，而且pRxBuffPtr指针往下移，直到RxXferCount减为0 。

  uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*!< Pointer to USART Rx transfer Buffer */

  uint16_t                      RxXferSize;       /*!< USART Rx Transfer size              */

  uint16_t                      RxXferCount;      /*!< USART Rx Transfer Counter           */

static HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  uint16_t* tmp;
  uint16_t uhMask = huart->Mask;

  /* Check that a Rx process is ongoing */
  if(huart->RxState == HAL_UART_STATE_BUSY_RX)
  {

    if ((huart->Init.WordLength == UART_WORDLENGTH_9B) && (huart->Init.Parity == UART_PARITY_NONE))
    {
      tmp = (uint16_t*) huart->pRxBuffPtr ;
      *tmp = (uint16_t)(huart->Instance->RDR & uhMask);
      huart->pRxBuffPtr +=2;
    }
    else
    {
      *huart->pRxBuffPtr++ = (uint8_t)(huart->Instance->RDR & (uint8_t)uhMask);
    }

    if(--huart->RxXferCount == 0)
    {
      /* Disable the UART Parity Error Interrupt and RXNE interrupt*/
      CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE));

      /* Disable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
      CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_EIE);

      /* Rx process is completed, restore huart->RxState to Ready */
      huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;

      HAL_UART_RxCpltCallback(huart);

      return HAL_OK;
    }

    return HAL_OK;
  }
  else
  {
    /* Clear RXNE interrupt flag */
    __HAL_UART_SEND_REQ(huart, UART_RXDATA_FLUSH_REQUEST);

    return HAL_BUSY;
  }
}

串口接收中断流程

在这里插入图片描述

串口中断服务函数执行流程

串口中断服务函数中调用HAL库串口中断通用处理函数：HAL_UART_IRQHandler(); 该函数会对中断来源进行分析，调用相应函数。
对于不同的中断类型，我们只需要编写最终的中断处理函数：

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

串口接收实验

电脑通过串口助手往串口1发送字符，串口1通过中断方式接受字符，每接受一个字符就同时通过串口1返回给电脑。

  1. 初始化串口相关参数，使能串口：HAL_UART_Init();
  2. 串口相关IO口配置，复用配置：
    在HAL_UART_MspInit中调用HAL_GPIO_Init函数。
  3. 串口接收中断优先级配置和使能：
    HAL_NVIC_EnableIRQ()；
    HAL_NVIC_SetPriority();
  4. 使能串口接收中断：HAL_UART_Receive_IT();
  5. 编写中断服务函数：USARTx_IRQHandler

根据如上步骤，其中1、2步骤和串口发送设置差不多，第三步，HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3);抢占和响应优先级均设置为3.这是因为main中的HAL_Init();有一个设置是 HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2);

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h" 
u8 rdata[1];//因为是每接收一个就发出去，所以设置为1
UART_HandleTypeDef usart1_handler;
//初始化串口相关参数，使能串口
void uart1_init(void)
{
	usart1_handler.Instance = USART1;
	usart1_handler.Init.BaudRate = 115200;
	usart1_handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
	usart1_handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
	usart1_handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
	usart1_handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
	usart1_handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
	HAL_UART_Init(&usart1_handler);
}
//串口相关IO口配置，复用配置
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	if(huart->Instance==USART1)
	{
		__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();			//使能GPIOA时钟
		__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();			//使能USART1时钟
		GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9;			//PA9
		GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;		//复用推挽输出
		GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;			//上拉
		GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;		//高速
		GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF7_USART1;	//复用为USART1
		HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);	   	//初始化PA9

		GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10;			//PA10
		HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);	   	//初始化PA10
        
        //串口接收中断优先级配置和使能
		HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,3);//设置中断优先级
		HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);//使能中断通道
	}
}
//编写中断服务函数
void USART1_IRQHandler()
{
	HAL_UART_IRQHandler(&usart1_handler);
	//由于调用一次中断，进入中断回调函数后，中断就结束了，所以还要开启中断
	HAL_UART_Receive_IT(&usart1_handler,rdata,sizeof(rdata));//使能接收中断
}
//编写接收完成中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	u8 rec;
	if(huart->Instance==USART1)
	{
		//rec = *((huart->pRxBuffPtr)-1);
		rec = rdata[0];//保存接收到的数据
		HAL_UART_Transmit(&usart1_handler,&rec,1,1000);
	}
}
int main(void)
{
  	Cache_Enable();                 //打开L1-Cache
  	HAL_Init();				        //初始化HAL库
  	Stm32_Clock_Init(432,25,2,9);   //设置时钟,216Mhz 
	delay_init(216);
	uart1_init();
    HAL_UART_Receive_IT(&usart1_handler,rdata,sizeof(rdata));//使能接收中断
	while(1)
	{
        
	}

}