大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
前言：
今天我们学习STM32CubeMX串口的操作，以及HAL库串口的配置，我们会详细的讲解各个模块的使用和具体功能，并且基于HAL库实现Printf函数功能重定向，UART中断接收，本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解，使您可以更快速的学会各个模块的使用
所用工具：
1、芯片： STM32F407ZET6
2、STM32CubeMx软件
3、IDE： MDK-Keil软件
4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库
5、串口： 使用USART1 PA9,PA10
知识概括：
通过本篇博客您将学到：
STM32CubeMX创建串口例程
HAL库UATR函数库
重定义printf函数
HAL库，UART中断接收
HAL库UATR接收与发送例程
工程创建
1设置RCC
- 设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
2设置串口
- 1点击USATR1
- 2设置MODE为异步通信(Asynchronous)
- 3基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1 接收和发送都使能
- 4GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
- 5 NVIC Settings 一栏使能接收中断
3设置时钟
我的是 外部晶振为8MHz
- 1选择外部时钟HSE 8MHz
- 2PLL锁相环倍频72倍
- 3系统时钟来源选择为PLL
- 4设置APB1分频器为 /2
32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》
4项目文件设置
- 1 设置项目名称
- 2 设置存储路径
- 3 选择所用IDE
5创建工程文件
然后点击GENERATE CODE 创建工程
配置下载工具
新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行
HAL库UART函数库介绍
UART结构体定义
UART_HandleTypeDef huart1;UART的名称定义，这个结构体中存放了UART所有用到的功能，后面的别名就是我们所用的uart串口的别名，默认为huart1
可以自行修改
1、串口发送/接收函数
- HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
- HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
- HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
- HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
- HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
- HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
这几个函数的参数基本都是一样的，我们挑两个讲解一下
串口发送数据：
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)功能：串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
参数：
- UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
- *pData 需要发送的数据
- Size 发送的字节数
- Timeout 最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送
举例： HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)ZZX, 3, 0xffff); //串口发送三个字节数据，最大传输时间0xffff中断接收数据：
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)功能：串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
大致过程是，设置数据存放位置，接收数据长度，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。
再然后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，进入中断接收回调函数，不再触发接收中断。(只触发一次中断)
参数：
- UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
- *pData 接收到的数据存放地址
- Size 接收的字节数
举例： HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&value,1); //中断接收一个字符，存储到value中2、串口中断函数
- HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart); //串口中断处理函数
- HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送中断回调函数
- HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送一半中断回调函数（用的较少）
- HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口接收中断回调函数
- HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数（用的较少）
- HAL_UART_ErrorCallback();串口接收错误函数
串口接收中断回调函数：
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); 功能：HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，
串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改，
参数：
- UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
举例： HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){ //用户设定的代码 }串口中断处理函数
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart); 功能：对接收到的数据进行判断和处理 判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用
如果接收数据，则会进行接收中断处理函数
/* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
if((tmp_flag != RESET) && (tmp_it_source != RESET))
{
UART_Receive_IT(huart);
}
如果发送数据，则会进行发送中断处理函数
/* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
{
UART_Transmit_IT(huart);
return;
}3串口查询函数
HAL_UART_GetState(); 判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌
举例：
while(HAL_UART_GetState(&huart4) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX) //检测UART发送结束
USART接收与发送
重新定义printf函数
- 在 stm32f4xx_hal.c中包含#include <stdio.h>
#include "stm32f4xx_hal.h"
#include <stdio.h>
extern UART_HandleTypeDef huart1; //声明串口- 在 stm32f4xx_hal.c 中重写fget和fput函数
-
/** * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx * 输入参数: 无 * 返 回 值: 无 * 说 明：无 */ int fputc(int ch, FILE *f) { HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff); return ch; } /** * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx * 输入参数: 无 * 返 回 值: 无 * 说 明：无 */ int fgetc(FILE *f) { uint8_t ch = 0; HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff); return ch; }在main.c中添加
#define RXBUFFERSIZE 256char RxBuffer[RXBUFFERSIZE]; while (1) { /* USER CODE END WHILE */ printf("Z小旋测试\n"); HAL_Delay(1000); /* USER CODE BEGIN 3 */ }之后便可以使用Printf函数和Scanf，getchar函数
UART接收中断
因为中断接收函数只能触发一次接收中断，所以我们需要在中断回调函数中再调用一次中断接收函数
具体流程：
3、进入接收中断，接收完数据 进入中断回调函数
4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数，处理接收的数据，
5 回调函数中要调用一次HAL_UART_Receive_IT函数，使得程序可以重新触发接收中断
函数流程图：
HAL_UART_Receive_IT(中断接收函数) -> USART2_IRQHandler(void)(中断服务函数) -> HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)(中断处理函数) -> UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函数) -> HAL_UART_RxCpltCallback(huart);(中断回调函数)
HAL_UART_RxCpltCallback函数就是用户要重写在main.c里的回调函数。
代码实现：
并在main.c中添加下列定义：
#include <string.h>
#define RXBUFFERSIZE 256 //最大接收字节数
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE]; //接收数据
uint8_t aRxBuffer; //接收中断缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0; //接收缓冲计数
在main()主函数中，调用一次接收中断函数
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
/* USER CODE END 2 */
在main.c下方添加中断回调函数
/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(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_TxCpltCallback could be implemented in the user file
*/
if(Uart1_Rx_Cnt >= 255) //溢出判断
{
Uart1_Rx_Cnt = 0;
memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF);
}
else
{
RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer; //接收数据转存
if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
Uart1_Rx_Cnt = 0;
memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
}
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1); //再开启接收中断
}
/* USER CODE END 4 */
发送数据被正常返回
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