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STM32CubeMX之串口使用(中断方式)
阅读量:3781 次
发布时间:2019-05-22

本文共 10893 字,大约阅读时间需要 36 分钟。

概述

​ 上一篇 说了 STM32CubeMX之串口的使用 (阻塞模式) ,这一章来说说串口中断模式收发数据。

文章目录

环境:

  • 开发板:STM32F4探索者(正点原子)

一. 在STM32CubeMX 图形化中开启串口中断

在 前一篇 STM32CubeMX之串口的使用 (阻塞模式) 的文章的基础上,打开串口中断,如下图所示:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cQaK8Sls-1594052855033)(/image/打开串口中断.png)]

然后就可以生成工程了

二. 串口中断相关函数介绍

串口中断函数

  • 如串口1中断函数: USART1_IRQHandler()

发送接收函数

  • 串口中断模式发送: HAL_UART_Transmit_IT()
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
  1. 串口实例的指针
  2. 想要发送的数据的指针,如数组的首地址
  3. 想要发送数据的个数
  • 串口中断模式接收: HAL_UART_Receive_IT()
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
  1. 串口实例的指针

  2. 接收数据缓冲块的首地址,如数组的首地址

  3. 想要接收数据的个数

相关回调函数

  • 串口中断模式发送完成回调: HAL_UART_TxCpltCallback
  • 串口中断模式接收完成回调: HAL_UART_RxCpltCallback

三. 串口中断函数使用实例

  • stm32f4xx_it.c 中,先看一下串口中断函数有没有添加上,如下图所示:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cqMs01qI-1594052855037)(/image/串口中断函数.png)]

现在就可以使用中断相关发送接收函数

在这里为了方便测试,我添加了一个如下结构体并进行了初始化:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9fgcYndu-1594052855039)(/image/测试串口中断的一个结构体.png)]

  • 发送数据

在主函数中,5s 进行一次发送

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PZ0qE45U-1594052855043)(/image/串口中断发送数据.png)]

发送成功产生回调,该函数在main.c

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8l2DCUnN-1594052855045)(/image/串口中断发送成功回调.png)]

然后在主程序中查询到发送成功,打印 send done

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-m8bURewy-1594052855047)(/image/串口中断发送成功.png)]

  • 接收数据

    在进入循环的之前,就说明串口要进行10个字节的数据接收

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-K9WPQTR4-1594052855050)(/image/串口中断接收.png)]

    接收10个字节成功产生回调,该函数在main.c

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dClZsbkC-1594052855052)(/image/数据接收成功回调.png)]

    然后在主函数中,查询是否接收成功

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1iwq3Dhp-1594052855053)(/image/接收成功.png)]

    最后运行程序,可以在串口调试助手上显示

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-j5kjHbQI-1594052855053)(/image/串口中断调试助手显示.png)]

    注意:

    ​ 若定长串口中断接收数据,数据溢出,将会产生数据溢出错误,中断不再接收数据,如下图:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-z9cCh14k-1594052855056)(/image/串口接收中断溢出错误.png)]

    错误回调函数如下:

    //错误回调void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart){
    if( rxtx_it_usart.huart1 == huart) {
    printf("error %d\r\n",huart->ErrorCode); }}

    以上例子,代码已上传

    四. HAL库中的串口相关源码介绍

    串口中断函数中的处理函数 HAL_UART_IRQHandler

    /**  * @brief  This function handles UART interrupt request.  * @param  huart  Pointer to a UART_HandleTypeDef structure that contains  *                the configuration information for the specified UART module.  * @retval None  */void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart){
    uint32_t isrflags = READ_REG(huart->Instance->SR); uint32_t cr1its = READ_REG(huart->Instance->CR1); uint32_t cr3its = READ_REG(huart->Instance->CR3); uint32_t errorflags = 0x00U; uint32_t dmarequest = 0x00U; /* If no error occurs */ errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_ORE | USART_SR_NE)); if (errorflags == RESET) {
    /* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET)) {
    UART_Receive_IT(huart); return; } } /* If some errors occur */ if ((errorflags != RESET) && (((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET) || ((cr1its & (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE)) != RESET))) {
    /* UART parity error interrupt occurred ----------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_PE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_PEIE) != RESET)) {
    huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_PE; } /* UART noise error interrupt occurred -----------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_NE) != RESET) && ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET)) {
    huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_NE; } /* UART frame error interrupt occurred -----------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_FE) != RESET) && ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET)) {
    huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_FE; } /* UART Over-Run interrupt occurred --------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_ORE) != RESET) && (((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET) || ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET))) {
    huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_ORE; } /* Call UART Error Call back function if need be --------------------------*/ if (huart->ErrorCode != HAL_UART_ERROR_NONE) {
    /* UART in mode Receiver -----------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET)) {
    UART_Receive_IT(huart); // printf("rcv agin error %d\r\n",huart->ErrorCode); } /* If Overrun error occurs, or if any error occurs in DMA mode reception, consider error as blocking */ dmarequest = HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR); if (((huart->ErrorCode & HAL_UART_ERROR_ORE) != RESET) || dmarequest) {
    /* Blocking error : transfer is aborted Set the UART state ready to be able to start again the process, Disable Rx Interrupts, and disable Rx DMA request, if ongoing */ UART_EndRxTransfer(huart); /* Disable the UART DMA Rx request if enabled */ if (HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR)) {
    CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR); /* Abort the UART DMA Rx stream */ if (huart->hdmarx != NULL) {
    /* Set the UART DMA Abort callback : will lead to call HAL_UART_ErrorCallback() at end of DMA abort procedure */ huart->hdmarx->XferAbortCallback = UART_DMAAbortOnError; if (HAL_DMA_Abort_IT(huart->hdmarx) != HAL_OK) {
    /* Call Directly XferAbortCallback function in case of error */ huart->hdmarx->XferAbortCallback(huart->hdmarx); } } else {
    /* Call user error callback */#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1) /*Call registered error callback*/ huart->ErrorCallback(huart);#else /*Call legacy weak error callback*/ HAL_UART_ErrorCallback(huart);#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */ } } else {
    /* Call user error callback */#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1) /*Call registered error callback*/ huart->ErrorCallback(huart); #else /*Call legacy weak error callback*/ HAL_UART_ErrorCallback(huart); //printf("dma over error \r\n");#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */ } } else {
    /* Non Blocking error : transfer could go on. Error is notified to user through user error callback */#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1) /*Call registered error callback*/ huart->ErrorCallback(huart); #else /*Call legacy weak error callback*/ HAL_UART_ErrorCallback(huart); //printf("usart over error \r\n");#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */ huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE; } } return; } /* End if some error occurs */ /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET)) {
    UART_Transmit_IT(huart); return; } /* UART in mode Transmitter end --------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET)) {
    UART_EndTransmit_IT(huart); return; }}

    主要是分为四个部分:

    • 先读寄存器状态

      uint32_t isrflags   = READ_REG(huart->Instance->SR);  uint32_t cr1its     = READ_REG(huart->Instance->CR1);  uint32_t cr3its     = READ_REG(huart->Instance->CR3);
    • 如果没有错误状态产生,且是接收中断,就进行数据接收

      if (errorflags == RESET)  {
      /* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET)) {
      UART_Receive_IT(huart); return; } }
    • 错误处理

      //当有parity error,noise error,frame error,Over-Run 错误产生的时候,通过以下回调来处理HAL_UART_ErrorCallback(huart);

      注意

      ​ 通过查看HAL库,会发现该函数的定义用了关键字__weak (弱符号声明) ,如下:

      __weak void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart){
      /* Prevent unused argument(s) compilation warning */ UNUSED(huart); /* NOTE: This function should not be modified, when the callback is needed, the HAL_UART_ErrorCallback could be implemented in the user file */}

      意味着,它可以由用户自定义函数,如果用户未自定义,否则就使用上述代码

    • 串口数据发送

      • 数据发送

        /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/  if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))  {
        UART_Transmit_IT(huart); return; }

      • 结束数据发送

      /* UART in mode Transmitter end --------------------------------------------*/  if (((isrflags & USART_SR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET))  {
      UART_EndTransmit_IT(huart); return; }

串口中断发送数据函数 HAL_UART_Transmit_IT()

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size){
/* Check that a Tx process is not already ongoing */ if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY) {
if ((pData == NULL) || (Size == 0U)) {
return HAL_ERROR; } /* Process Locked */ __HAL_LOCK(huart); huart->pTxBuffPtr = pData; huart->TxXferSize = Size; huart->TxXferCount = Size; huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE; huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX; /* Process Unlocked */ __HAL_UNLOCK(huart); /* Enable the UART Transmit data register empty Interrupt */ __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TXE); return HAL_OK; } else {
return HAL_BUSY; }}
  • 对一些状态进行初始化,解释如下

    huart->pTxBuffPtr = pData; //指向我们传递进来的数组huart->TxXferSize = Size;  //要发送数据的个数huart->TxXferCount = Size; //用来计数,未接收数据的个数,发送一个数据就自减,减为0时,发送完成huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX;
  • 使能当数据寄存器为空时,发生中断

    /* Enable the UART Transmit data register empty Interrupt */    __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);

串口中断接收函数 HAL_UART_Receive_IT

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; }}
  • 对一些状态进行初始化,解释如下

    huart->pRxBuffPtr = pData; //指针指向接收数据缓冲区,我们传送进来的数组首地址    huart->RxXferSize = Size;  //要接收数据的个数    huart->RxXferCount = Size; //用来计数,未接收数据的个数,接收一个数据就自减,减为0时,接收完成    huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;    huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;
  • 使能 校验错误中断,帧错误,噪声错误中断,数据溢出中断

    /* 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);

    ​后续还会继续分享串口的其他基础知识和使用,感兴趣的小伙伴记得关注我

    -----------------------------------------------结束--------------------------------------------------------
    文章有价值,请各位看官点个赞关注我或者点右边打个赏

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