STM32 串行通信

串口发原理

    在stm32每个串口内部有发送寄存器和发送移位寄存器。
    当调用HAL_UART_Transmit 时，cpu会将发送的数据放入发送寄存器中。发送移位寄存器会将数据转换成电平的高低，从TX发出。

1、轮询模式配置、发送与接收

    轮询模式时cpu会不断检测发送数据寄存器的数据是否已经发送到发送移位寄存器。直到把本次数据全部发完，或者超时。 CPU会一直处于忙碌状态。

1.1、配置

1.2、发送

char message[] = "hello world\r\n";
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)message, strlen(message), 1000);

1.3、接收

uint8_t rxbuf[1];
HAL_UART_Receive(&huart1, rxbuf, 1, HAL_MAX_DELAY);

2、中断模式

    采用中断的串口发送接收模式，不会一直占用cpu。

2.1、配置

2.2、发送

    与轮询的代码区别就是在函数后加了-IT

char message[] = "hello world\r\n";
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t *)message, strlen(message));
HAL_Delay(1100);

2.3、接收

    中断接收三字节数据：

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rxbuf, 3);

2.4、中断接收串口命令控制小灯亮灭

    调用HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rxbuf, 3)函数后，如果串口接收到3字节的数据后就会调用HAL_UART_RxCpltCallback表示数据接收完成，我们在这里解析数据，控制小灯亮灭即可。

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t *)rxbuf, 3);
	if(rxbuf[0]=='A'){
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, 1);
	}
	if(rxbuf[0]=='B'){
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, 0);
	}
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rxbuf, 3);
}

3、串口的DMA模式

    DMA （Direct Memory Acess）模式可以减少cpu的负载，帮助cpu来搬运数据。

3.1 串口DMA配置

    点击add按钮添加即可

3.2 DMA代码

    DMA模式还是有中断参与的（DMA传输完成中断），代码和普通中断（串口接收完成中断，串口发送完成中断）模式的区别就是把IT改为DMA即可，如下，可以完成对小灯的控制：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)rxbuf, 3);
	if(rxbuf[0]=='A'){
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, 1);
	}
	if(rxbuf[0]=='B'){
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, 0);
	}

	HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rxbuf, 3);
}

4、串口实现收发不定长数据

    该功能的实现主要依靠串口的空闲中断，此中断的触发条件与接收的字节数无关，只有当RX引脚上无数据进入时，也就是串口从忙碌转为空闲时才会触发。
    所以我们可认为触发空闲中断时，一帧数据完成，在此中断服务函数中编写我们的代码即可。
    这里HAL库给我们提供了一个扩展函数:HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA可以帮我们实现接收不定长数据，当由忙碌到空闲时会触发中断进入HAL_UARTEx_RxEventCallback函数。

4.1、接收不定长数据代码实现

    将接收到的数据再通过串口发送出来

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rxbuf, 100);

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
	HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)rxbuf, Size);
	HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rxbuf, 10);
}

4.3、DMA传输过半中断

    DMA传输过半中断指的是当串口接收到指定最大长度的一半时也会触发中断导致进入HAL_UARTEx_RxEventCallback函数。上面没出现这种情况是因为我们receive时设置的参数较大100，当该值设的较小时就会出现问题。
    关闭DMA传输过半中断的函数是：__HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_usart1_rx,DMA_IT_HT);