串口通讯

STM32串口通讯有3种形式：轮询（阻塞式）、中断、DMA。我不知道中断方式的串口通讯有什么适合的应用场景：每接收/发送一个字节，就要发生一次中断，这对CPU反而是一种浪费。使用Cube HAL，轮询式的串口通讯最简单了，发送和接收数据分别有一个函数：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

Timeout 参数给 HAL_MAX_DELAY 常量，则无限超时，函数一直阻塞，直到发出/接收数据完成。

STM32F303RE 有3个 USART 和 2个 UART，而 USART 也可以工作在异步模式，相当于一个 UART。Nucleo 的 ST-LINK 部分也同时实现了 USB-TTL 转换，与 MCU 的 USART2 连接。因此，将 C 的标准输入输出（<stdio.h>）重定向到 USART2 似乎是一个挺不错的调试选项。

ARM GCC 使用的是 newlib-nano 标准 C 库。要使用 newlib-nano，并将 stdio 重定向到串口，gcc 选项和重定向的实现可参考 ARM GCC 附带的 retarget 示例，其路径为 share\gcc-arm-none-eabi\samples\src\retarget。概括起来：

• 指定 C 编译器选项： -fno-builtin
• 指定 linker（ld.exe）选项： --specs=nano.specs、--specs=nosys.specs
• 实现函数 _read()、_write() ，其原型如下。_read() 函数从串口读取数据，_write() 将数据写到串口。stdio 函数如 printf()、getchar() 等将最终调用这两个函数实现输入输出

 

int _read (int fd, char *ptr, int len);
int _write (int fd, char *ptr, int len);

 

在 main() 函数中，首先打印一个字符串，然后进入主循环，将接收到的字符原样返回。如下：

 

    ...
    puts("Good judgments come from experiences. ");

    uint8_t buf[32];

    while (1) { 
        HAL_UART_Receive(&huart2, buf, 1, HAL_MAX_DELAY);
        putchar(buf[0]);
        fflush(stdout);
    }

 

我发现，在写出数据（字符/字符串）时，直到 \n 字符时，数据才真正写到串口。这应该是 stdio 的缓冲机制。puts() 自动在字符串末尾增加了一个 \n，因此都回立即写出到串口。而 putchar() 则需要显式 flush 一下。

_write() 重定向实现很简单，直接调用 HAL_UART_Transmit()：

 

#include "main.h"
#include "stm32f3xx_hal.h"
#include "usart.h"

int _write (int fd, char *ptr, int len)
{
  /* Write "len" of char from "ptr" to file id "fd"
   * Return number of char written.
   * Need implementing with UART here. */

    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *) ptr, len, HAL_MAX_DELAY);

  return len;
}