前言

对于 STM32 串口的使用，确实很简单使用 STM32CubeMX 做好初始化，就可以直接使用了。

但是最近在某些产品上使用串口同时收发的时候，发现有时候串口会收不到数据了，但是发送正常，而且这个问题再数据量大的时候很容易出现，于是乎进行了好几天的问题测试……

一、 HAL 库串口收发

先简单回顾一下 STM32 HAL库串口收发是如何使用的。

  a9 R7 a6 F& t3 z6 \+ w% |

1.1 串口发送

对于 STM32 来说，串口发送有3中方式：

• 轮询发送；
• 中断发送；
• DMA发送；
  

在实际产品上，大部分项目中都用的是 轮询 方式发送，本次出现接收卡死的问题的产品也是采用的轮询发送，所以我简单的说明一下轮询发送，其他两种方式为 STM32 学习的基础问题，这里就不过多讨论。

发送相对简单，在 HAL 库实际都是使用HAL_UART_Transmit函数：

8 s$ {( A- i1 {2 o9 A! V: \( y5 M2 o2 Z

7 q8 h, S, V; i* T1 |
- T4 V3 s0 _  m9 r

不管是哪个串口发送，都做了个简单的发送函数：

1 ~- ^. w* z- q9 ~6 z

发送没什么好说的，简单易用。

1.2  串口接收

和串口发送一样，串口接收有3中方式：

• 轮询接收；
• 中断接收；
• DMA接收；
  + x  K2 G  G' M- g) B: C: T- l

在我们正常的项目使用中，一般都是 中断接收 或者 DMA 接收，基本上不会使用 轮询接收的方式。

那么对于本次出问题的产品，我采用的是 中断接收的方式。

但是相比较发送，在 HAL 库中 使用中断接收的方式就有点 “五花八门” 的感觉。

7 ]1 k( Y8 g. [

1.2.1 标准库接收

在标准库的时候，我们经常这么用，在串口初始化的时候使用下面的语句使能中断：

1. //在串口初始化代码之后加上中断使能
   
2. USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);

复制代码

! I7 C' _1 Z4 B) W( G: o2 V  e2 D

如果需要自动判断一帧数据，我们再开启一下 IDLE 中断：

1. USART_ITConfig(USART3, USART_IT_IDLE, ENABLE);

复制代码

% v' w  {8 y, D8 m; ]

然后在对应的中断处理函数中，直接读取 DR 寄存器（STM32F103 而言为 DR，STM32L051 为RDR），然后当 IDLE 中断产生，也可以处理一下标志位：

1. //自己用的，用到了 USART_IT_IDLE 标志位，有时候不合适
   4 [) Y7 L# X9 J0 {! p& m% |' u6 ?
2. void USART3_IRQHandler(void)                 //串口3中断服务程序
   
3. {
   
4. u8 clear3=clear3;    //消除编译器没有用到的提醒
   6 @7 C: _, i' f, z
5. // u8  Res;
   
6. 
   : j5 @! \- S% S0 o; A
7. if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  
   & M( q  q  }9 R" }% \7 |
8.   {
   ' x  h; [# _% ^; ]4 i3 r- o, ~
9.    USART_Enocean_BUF[Enocean_Data++] = USART3->DR;
   ; I+ d4 w! ~% K. B' r1 q0 e. m1 y
10.    USART3_RX_BUF[USART3_Data++] = USART_ReceiveData(USART3);
    
11.    // Res= USART_ReceiveData(USART3);
    9 M# t+ g9 H3 f! [! r
12.    // USART_SendData(USART1,Res);while(!(USART1->SR&USART_FLAG_TXE));
    ; B5 W$ ^" P) L9 H
13.   }
    . T. Y8 K0 a; u, {
14. 
    
15.     else if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET)   
    8 U# \: J& p' p: h. {
16.     {
    ) L4 U- W# _! \! I" T' \' y% t( L
17.    clear3=USART3->SR; //读SR寄存器 可以清空寄存器
    
18.    clear3=USART3->DR; //读DR寄存器（先读SR寄存器，再读DR，为了清除IDLE中断）      
    
19.    USART3_RX_STA=1;   //标记接收到了一帧数据
    & U2 R  l' d( `6 p9 \5 y. v, U" N
20.    //USART3_Data=0;
    
21.     }               //enocean是不是读不到一帧数据，不用一帧数据测试一下  
    ( g$ h* ]- n* O9 M0 B* ^
22. }

复制代码

( X5 k+ u$ q4 d  ]# S1.2.1 HAL库接收HAL库接收方式一

在 HAL 库函数接收的时候，其实也可以使用标准库上一样的中断标志使能：

1. MX_LPUART1_UART_Init();
   
2. __HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1,UART_IT_RXNE);

复制代码

. z; x0 H; _; v* M

IDLE 中断使能：

1. __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE);

复制代码

) i$ n9 K( u& V- J2 Q+ }

这种方式的处理方式，可以和标准库差不多。

在 HAL 库中，外设的中断的入口函数都放在stm32l0xx_it.c 这个文件夹中（ 以STM32L051 为例），在这个文件中可以找到和标准库一样的 中断入口函数，我们可以进行如下处理：

1. void USART2_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
   ' @" G3 `" J" w
4. 
   
5.   /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
   
6.   HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
   
7.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
   8 _1 C$ k  j& k/ s/ J
8.   if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_RXNE) == SET){
   
9.       //  USART_Enocean_BUF[Enocean_Data++] = huart2.Instance->RDR   
   5 O* v+ O# {0 D6 ?1 q
10.       //  RXNE 数据处理，直接读取数据      
    
11.   }
    
12.   if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_IDLE) != RESET))
    5 k- O5 l, V, v+ f% X: j
13.   {
    4 [- _3 W* w6 ]* [8 W
14.      __HAL_UART_CLEAR_IT(&huart2,UART_CLEAR_IDLEF); //Çå³ýÖжϠ 
    ( m, J5 P9 A& z) ?0 L
15.      // ReceiveState = 1;
    * ]5 z* w" _$ ?& F" H# B) u1 Z
16.      // IDLE 数据处理，一帧数据接收标志位置位
    
17.   }
    * B! b. h. {! N
18. }

复制代码

HAL库接收方式二

但是在于 HAL 中，还有一种比较常用的开启中断方法，不是直接使能中断，而是通过调用 HAL 库函数 HAL_UART_Receive_IT ：

* {3 p# _" [3 ^$ z, z. F# H0 v

一般的使用方式步骤：

- O$ N) {7 _9 b- Y

1 Y# ~- y9 W3 K5 Z9 a

; z$ }9 ]; i) p

对于本次需要说明的问题，就是使用了 HAL_UART_Receive_IT 函数导致的，下文我们会说明，这里列出了基本的使用步骤。

/ |; ]7 ]) N+ D  g8 y( _0 L" m

二、 收发同时串口卡死？
7 t* X3 x' x% M, N+ _2.1 问题说明

最近测试部反馈，产品有些时候的下行没反应，这里所说的下行，其实就是串口接收。

霹雳扒拉一大堆多余的省略 ... ... 只说几个重点：

出问题的最后现象就是串口发送正常，但是永远接收不到数据了，其他程序正常运行。

出问题只存在于串口又有接收，又有发送的产品上。

产品发送一般是周期性的，但是接收是随机的，无线信号串口接收，所以产品的出问题的情况也是随机的，但是数据量大起来肯定就会出现永远接收不到的问题。

2.2 尝试的处理方式

因为所有的一些都是按照正常流程设计的，按理来说实在是不知道为什么会这样，所以网上查询测试了好久，现在我把尝试的处理方式以及步骤记录说明一下：

. y, E$ I/ c8 g2.2.1 清除错误标志位

在使用 HAL 库的时候，有4个错误 flag，如下图：

: n; Y% Q$ a7 l: d* e7 h7 x

) U' \) j) p: J4 h5 g. X( V) c
2 T! O; {6 ^2 l) Q/ }: |; K; X( q* y
1 J4 }1 A5 W8 E

期初还以为是某些异常错误导致的，经过网上的的一些查询，刚开始是添加了清除错误标志位：

1. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_PE);//清标志
   : r9 `5 T6 W! |8 q
2. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_FE);
   ; A! w# x6 S9 P" S
3. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_NE);
   
4. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_ORE);

复制代码

, G" Q5 @; k: f6 F

在需要的地方加上错误标志位清除，我是在清除串口缓存中处理的：

% m& K# E! ^3 M) K. \
3 ]7 n- `8 c3 _7 \: c

6 j  A' ~% e& B! w7 x' W
2.2.2 串口溢出错误

其实串口溢出错误在上面的已经清除过标志位，因为这个问题着实搞得我头有点大，所以看到网上前人的处理方式和上面直接清除不一样，还是试了一把。

这里简单说明一下，我还特意去看了下自己的 CubeMX 设置，在设置的时候 有一个 Overrun 错误标志位，平时我们设置都不一

定往下拉着看 = =！：

2 z! p: h  y$ K; T! Z

4 t* P2 ~. m3 V

然后确定了开启了串口溢出错误检测以后，我根据网上的方式，加了一个HAL_UART_ErrorCallback函数，其实就类似于HAL_UART_RxCpltCallback 函数：

' z, q) I: o. J) {

% J- o$ _4 z% c& N0 ^' A9 S
, ?/ E: y. I! X7 Z. u0 z* F0 r. F

自己加了一个 出错处理函数，其实现在看来，当然也是没有用的。

2.2.3 HAL库的半双工处理？

折腾了好长一段时间，其实一开始就知道问题在于 同时收发会出问题的情况，那么继续上网找问题。

最终确定了一个问题就是：

我们都知道 STM32 串口是全双工的， STM32 HAL库在处理接收的时候会锁一下串口一会，导致变成某个短时间的“半双工”。

这个时候如果同时收发就会出现问题，最后解决的办法在这篇文章中看到了：STM32 F103串口同时收发出现死锁问题解决办法

问题在于我们使用的HAL_UART_Receive_IT函数中，有对串口加锁的操作：

5 D' a* _! g0 D. t6 n! R' E$ x/ t

; p' m( Q0 s* r

虽然在后面有解锁：

, U; s7 x% r4 j/ |4 {

但是根据后期的解决方式来说，确实就是这个HAL_UART_Receive_IT函数的问题，最后使用的方式为，在产生一次中断以后开启的时候手动解锁：

' h( c$ j+ j6 |/ J# u6 H$ P7 V5 O+ v
6 }) _; [6 J1 {* H/ `

1. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   
2. {
   : ]& u/ _) @9 f( j
3.   if(huart->Instance == LPUART1){
   
4.     Enocean_Data++;
   " ?5 }, Z5 |7 D4 a- \
5.     if(Enocean_Data > 98)Enocean_Data = 0;
   7 y" Z# a: z  f, Y* j
6.     while(HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1, (uint8_t *)&USART_Enocean_BUF[Enocean_Data], 1) != HAL_OK){
   
7.       hlpuart1.RxState = HAL_UART_STATE_READY;
   
8.       __HAL_UNLOCK(&hlpuart1);
   * }* C0 u( d0 _( s: W. @
9.     }
   
10.   }
    ) Q4 k9 {- L9 r+ y- N9 @' X
11.   else if(huart->Instance==USART1)
    . [% R& f# U7 f7 y- G& G: J2 ^
12.   {  
    & f/ p: R8 F) c! l( O
13.   }
    
14. }

复制代码

, ^, y% R+ T" v% b, N8 q) y: m. o
- U3 o+ V1 Q" _

终于，串口不再卡死 ， 成功！

转载自：矜辰所致
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: {. O; F& \& u4 m9 G% ~& P% H

直接使用HAL_UART_Transmit_IT，不会卡死，不过调用的时候要保证上一帧已经发送完成，不然会丢数据。

我觉得吧，一般情况使用HAL库收发函数要成对使用，接收和发送要么都轮询，要么都中断，要么都DMA，这样不用做特殊处理问题不大。

特殊情况下，比如RS485通信，收发不同时发生，轮询发+中断收也没问题。