1.从 GPIO 到 UART
  F8 \5 f7 W/ _( S
  ^5 }3 w, @) [4 [% c8 ~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)。
7 \( J/ Q5 P+ g) \- O9 H' O% ~" [! H7 D
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。
/ P- M- b& E2 `/ H0 Q
/ V9 r/ J2 A+ G我们用 Keil 打开下面这个工程：

8 a$ P3 E. P5 b+ \STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\UART\UART_TwoBoards_ComPolling\MDK-ARM\Project.uvprojx

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。

$ O$ X7 Y/ q* r# T3 N; ?

9 o2 L; g0 P7 ^) L

2.UART 的初始化
& D1 r5 @( V" Q& z5 P
2 b) \" z" q" j( n5 y- u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？
- C, a& {$ j7 i0 Q* Z$ l2 C4 V
) A% Z' ]+ S5 h' K' a. H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。
8 f4 Q, C6 g& \$ e0 M3 z5 e) ~
! I, r( F9 P: s7 V. DHAL(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。
; M& T7 t4 P5 i7 h, q5 @3 ^% F0 r6 v* F
HAL库里面对应每个硬件模块有两个函数 例如：
5 p' ]* v$ T  s
* p9 L! F( [/ Q) i5 i* O  WHAL_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)。
5 x- w9 n3 ?* Z0 q' d" X
HAL_UART_MspInit( )  硬件的描述: IO初始化，不同芯片，不同引脚设置不同。
' U' J" m0 I. s2 [" D

  N) B. ^3 c0 ?4 Z5 C. L$ E
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。
1 N% Z6 _8 r2 _/ c) M2 L' ?
: L- y" i- K3 e. O% ]: k! X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。

$ K' l9 T) g7 K

/ q, O" `0 x8 v; B, i
2 N% f" f& k/ o0 s6 M

! q" @4 S9 b  w3 V

3.熟悉 Handle

/ _, Y. k' F! B: R% L* `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：
  l6 S) |: B& ?- C* U  e) Q8 w

typedef struct __MY_TypeDef
- P4 }  L/ |1 k5 C! {: C3 A
4 R7 `* Z% ]" `( R- ]{
5 G. L% @' X" F: s8 k    uint8_t    Var1;

) T& u2 ^, n7 Q& B5 p/ ^. v    uint8_t    Var2;
- n! X6 |7 _7 e' g. T6 ^
9 n9 x, H! `  [8 k  E: y" C    uint16_t   Var3;

2 {6 m& ]" G& X) x$ j3 g  K    uint8_t*   Var4;
/ ~5 \4 s" b% A( s5 X+ c. W' @7 h8 t  U
5 f2 s3 Z2 H* r}MY_TypeDef;

6 B0 I( L# F8 o# c. J9 YMY_TypeDef* MY_VAR;
1 a& u/ p/ A. _2 \  t9 F( J
. x4 @7 Q) _! X1 p0 iMY_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？

& T- p% L% p" a' J* gMY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x20000018;
! x# p7 [1 v2 X; n0 s  ]2 h" K1 u
( f9 n% {" U8 d2 [1 M) _* B# [( L6 k

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
7 u: m! {; B% V$ y1 p! r4 O
( m& C( ~) ~7 A+ Y- I8 t* MY_VAR->Var4 的值是 0x02。

* ]( [2 R! \& f把 MY_VAR 指向另一个地址：

  a" W& p  w# @1 H; \0 `MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x2000001C;

: O- F/ T5 S2 e2 M; X9 E
" l- p" r7 f. @0 N7 I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：

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：

USART_TypeDef  *Instance;
6 O* U* u3 p- S$ o5 f1 G
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。
0 j! Q/ U' i: S+ e) P! M
UART_InitTypeDef   Init;
9 {+ X, u- N- I0 H7 Z# O' d
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。

UART_AdvFeatureInitTypeDef  AdvancedInit;
, F0 E( p1 |# n8 M
串口扩展功能初始化参数。当前未用到扩展功能。
" t& m/ ~3 X3 a" ]1 K2 \- R
2 f( z  i: B! W. s" N% X7 w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);

& E, a& l8 V% |* ?& Q7 [&UartHandle 为 UART1 对应的 Handle 的首地址。

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。

1 Z( \! `1 H1 [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：

/ d, W" e* M/ n- D. C6 g$ YGPIO

SYSTICK

NVIC

! H! r: W6 d6 _5 C) G: NPWR

RCC
6 A$ c$ N8 I% e2 u- f% O
FLASH.
9 d, R  ~0 u& Y, ^! N
: ]& Z9 t! y0 Z) N7 W) S: P) V