1.从 GPIO 到 UART
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' N6 }, I' e/ {7 w前面几节我们讲了MCU如何启动，如何用翻转IO引脚，以及用按键去触发中断。接下来我们介绍的也是最常用的一个模块，串口(UART)。
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串口可以说是最古老，而且生命力最强的一种通信接口了。RS485总线更是久经考验。虽然串口早已经从大多数PC的标配中去掉了，但是嵌入式系统跟上位PC机通信用的最多的应该还是通过串口转USB吧。
' J, v# q/ D5 c$ I; Y
我们用 Keil 打开下面这个工程：

+ h9 ]1 M/ r3 U* n$ USTM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\UART\UART_TwoBoards_ComPolling\MDK-ARM\Project.uvprojx

: H2 @5 I7 \; e, i+ f这个代码配置串口为 9600，8 N 1，我们把代码编译下载后，可以通过 UART to USB 转换器连接到 PC 的 USB 口，在PC端用串口观察MCU发送的数据。
1 e8 {$ w# |  p, y5 t( V

' P& Q9 O9 [  w! C% k  ^( ?2.UART 的初始化

, A8 w, Z6 W; s9 f: ~, \我们看一下代码，串口参数的设置是在主程序里完成的，还有一部分是在stm32f0xx_hal_msp.c 里完成的。为什么要这么费事儿，而不把初始化代码全放在一个主程序里完成呢？
& J, ]- g0 ~' w2 H1 F* |: c
我们要慢慢体会这样做带来的好处。我们调用一个驱动时，这个驱动难免会跟底层硬件打交道，比如串口驱动，它最终是利用用户选择的某一个串口模块，和与此模块连接的收发引脚进行数据收发的。

HAL(Hardware Abstract Layer) 把跟具体硬件细节相关的代码单独剥离了出来，并在Cube库中引入了 MSP(MCU Support Package) 的概念, 具体的硬件细节交给用户在这里面配置。

HAL库里面对应每个硬件模块有两个函数 例如：

HAL_UART_Init( )  功能上的描述：设置收发模式、奇偶校验位、停止位数等等(与芯片无关)。
- Z: m% H4 A5 P$ u2 f8 h' o
HAL_UART_MspInit( )  硬件的描述: IO初始化，不同芯片，不同引脚设置不同。
' A& A; ?5 b; H# S3 c( i7 G7 G8 R

回到程序，我们要使用串口时要调用驱动层的初始化函数 HAL_UART_Init( )，这个初始化函数回过头来调用了 HAL_UART_MspInit( ) 这个函数来完成 UART 时钟和收发引脚时钟的使能，以及收发引脚的配置。之后初始化函数继续进行 UART 端口的参数配置。

' p3 r( z! U9 D3 F这样做的一个好处就是使驱动层的初始化函数与硬件无关。一般我们做好一块板子后，所用的串口和引脚也就固定下来了，在 HAL_UART_MspInit( ) 里配置一次就好了，之后不需要频繁的改变这些代码。

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1 g1 L9 K/ D3 @5 u$ [
: Y/ W5 q% j# o/ ?

; y+ ^) f; S+ P: r
" @* C- N% O& W8 m
3.熟悉 Handle

& f8 A# f; z  U跟 GPIO 的初始化有所不同，在UART这个模块引入了 Handle 这一概念。在看 Handle 之前我们先熟悉一下在驱动里经常用到的结构体及其指针的用法：
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) y+ B5 K! K0 d; I

. o7 F, r8 x& w2 D/ j  _
typedef struct __MY_TypeDef

{
6 ]2 p& A. J1 N, n, w& q    uint8_t    Var1;

    uint8_t    Var2;
7 X. V3 B9 q" z8 s5 U1 F1 q1 o
    uint16_t   Var3;
+ y' M& {% w8 v1 M9 \4 t! w
; n0 R# |# u. c) p$ |! \5 Q    uint8_t*   Var4;

' R! }& o/ Q: R: T5 }" c* x}MY_TypeDef;
  V5 U; D% G3 V) I% w
9 u4 ?. H3 [' y" v' ZMY_TypeDef* MY_VAR;
" B" {/ V2 |) U
MY_VAR 是一个 MY_TypeDef 类型的指针，我们看看把它指向不同的地址时会发生什么？

2 m- A6 n: T/ b! i% m7 cMY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x20000018;

$ ~4 b2 j4 @* y! q

. Y9 g: Y8 v2 t& F; r. s
需要注意 MY_VAR->Var4 是个字节型指针变量，这个变量本身占用4个字节，它的值是 0x20000018, 而
& {9 f7 y# f$ D( Y
* MY_VAR->Var4 的值是 0x02。
3 c# R. `5 Y* {+ u! |6 t
把 MY_VAR 指向另一个地址：

MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x2000001C;

/ b! ?* n: S: V: [) J

与此类似，对于串口模块，驱动定义了一个结构体类型 UART_HandleTypeDef，我们可以用这个类型定义多个结构体，并通过把串口模块寄存器区的起始地址付给一个结构体,使该结构体和串口之间建立起联系：

, }( _; y1 B% s2 C
! z# H8 ~3 u, x2 {2 F我们运行的当前程序操作串口的方式为查询(polling)方式，结构体中和DMA，中断方式相关的内容可以先忽略，只需要关注结构体中下面这些成员即可：
. \- \7 \  U% c3 |4 C' w
) F: J& a4 a1 c  HUSART_TypeDef  *Instance;

USART_TypeDef 类型的指针，需要指向欲操作的串口寄存器区起始地址。以把此 Handle 和该串口建立起联系。
7 E# B( _$ V1 Y1 m0 ^! m
UART_InitTypeDef   Init;
( F+ y( w5 P) X, c5 ^
* W% H' I8 I1 r0 \2 z, R; P! a- Q在调用初始化函数前，需要把初始化参数如 波特率，是否奇偶校验等写入此结构体。
  I+ P9 _6 U% G% C
3 m& ?2 s, Y2 `( F9 z; dUART_AdvFeatureInitTypeDef  AdvancedInit;

串口扩展功能初始化参数。当前未用到扩展功能。
& `. Z  a. l* U
+ J; f' Z0 C/ F6 N$ A" `使用 Handle 的好处是，我们操作某个模块时，把这个模块对应的 Handle 的首地址传给驱动函数就行了。此函数通过 Handle 就可以找到所有需要的东西。如：

HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE, 5000);
& f! Z. ]: D! \5 O5 r; K
! Z# f4 l( p) e, v  s/ E# a# z&UartHandle 为 UART1 对应的 Handle 的首地址。

& ]$ \- g: v+ N1 |; K+ c5 ?Handle 除了保存自己对应模块的参数信息，还保存缓冲数据，以及当前工作状态。它可以保证各模块之间互不干扰，在代码执行过程中被打断，恢复后又可以正确继续执行。这样也便于把驱动集成到操作系统中。在以后的中断方式和 DMA 操作模式中，我们可以更深刻的体会到这种方法的优点。在理解了串口模块的工作方式后，理解其它模块就非常容易了。

* I& D9 F4 W4 H4 h需要提到的是，在M0芯片内，有一些共享的或系统级的硬件模块不使用 Handle 的方式来处理：
; v, f! o+ d" \: V' |
GPIO
6 |, F! f; ?+ K
SYSTICK

NVIC
8 y: f5 ~! j( R) U6 i. n
+ W6 P1 W! ]$ B% r) TPWR
4 l. i9 C) Y' ]! I+ p) V* w" y3 |
RCC
3 O2 |* l3 A$ Z+ q& J7 Z; N
; M2 B6 @% i) ?8 q  k! eFLASH.