前言
这次我用的板子是一个用STM32F103C8T6作为主控芯片的一个数据采集卡，两个LED灯连接的引脚是PB3与PB4，TX与RX引脚分别是PA9和PA10。
& ]3 m: N& `' n: A3 ^
3 p  @9 \; W( h


4 F: S, o6 E' ~3 X一、配置CubeMX
+ Q7 m( I/ ?$ O' n$ X. e& i  \2 K0 [1、新建工程;
1 {* N) o/ y' Q2、配置时钟源，在RCC里面的HSE配置的是晶振时钟;
3、配置程序烧录引脚SYS为SWD模式;
+ C6 L! ?* D5 W" H! o8 D" b4、配置GPIO口，配置一个LED灯（我的板子是PB3），起到串口成功接收到数据时的指示作用;
5、配置串口收发引脚

此处我们采用的通信方式为UART通信（异步全双工串口通信），PA9作为TX，PA10作为RX使用。直接在可视框图里点击相应的引脚进行配置。

配置到目前，效果图为：

$ G; ]5 S1 }5 x
$ I7 N. [8 Z# n7 z
6 }( \$ t+ f' T3 O/ R/ `3 K可以发现，TX和RX两个引脚配置完之后是黄色的，代表还没有配置完毕，下面继续进行配置。

6、在左边的"Connectivity”里面的USART1模式里选择异步全双工通信模式asynchronous
- u: l4 n' }& y% x1 H6 J8 Q⮚点击USATR1
9 W+ o1 v  F! {$ ^* u⮚设置MODE为异步通信(Asynchronous)
⮚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
4 z  Z. A/ ?& g6 Z⮚GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
⮚NVIC Settings 一栏使能接收中断
3 k+ Z8 h7 p$ y+ |2 P
这里简单扩展一下：
* ]# S+ W, B  o, y+ e- \/ vSTM32F103系列单片机共有5个串口，其中1-3是通用同步/异步串行接口USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)，4,、5是通用异步串行接口UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。
0 r. q  c. ?/ l0 X8 B% y# Y  V
  L& s. D% @( {4 O" Q! O; s
% d. Y0 O) F7 g' F/ c. a7 p8 P

& X- N' _5 ?: T* X+ j
2 d8 e) ?9 j" i8 B
2 z8 {9 D# m9 k* S; P( I

2 T3 o) X" q- {  A; K2 m7、配置时钟树，我还是开到最高的72MHz
/ A# h6 r2 n! x) `9 F) A8、进行项目设置，最后生成代码，CubeMX部分就大功告成了

二、HAL库UART相关函数简介
' X8 L4 u; Z/ w7 p- ^/ ?2.1 串口发送/接收函数
0 z) a, c# Q& q/ D4 G

1. HAL_UART_Transmit();//串口发送数据，使用超时管理机制
   # O# W4 K+ g8 ~) G5 F; ?' h
2. HAL_UART_Receive();//串口接收数据，使用超时管理机制
   ; G) M7 S* h+ D( K/ C7 H/ l: A
3. HAL_UART_Transmit_IT();//串口中断模式发送  
   
4. HAL_UART_Receive_IT();//串口中断模式接收
   4 A) N8 x& ~% }! e/ v/ a+ G
5. HAL_UART_Transmit_DMA();//串口DMA模式发送
   4 J* y1 \5 P9 l- H  _
6. HAL_UART_Transmit_DMA();//串口DMA模式接收

复制代码

这六个函数参数基本一致，发送/接收各挑一个常用的函数进行简单介绍：
- P6 ]* N( r$ L$ @
串口发送数据：
4 U" z7 p( S$ c( l/ _% W

1. HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

复制代码

. l$ @" a; B3 X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 UART的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
⮚ *pData 需要发送的数据
$ R9 F( ~+ z/ Z& l2 U; [  `⮚ Size 发送的字节数
/ E$ F* n( ~4 y7 A7 J  n# b⮚ 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
5 S0 G; \% V" H/ D/ E2 j7 c
串口接收数据：
9 G0 L; h# @, T

1. HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

复制代码

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)

( g. c# Y0 J* o& i" G参数：
0 j: y' ]7 w( _; z2 }, |$ [! P& \⮚ UART_HandleTypeDef *huart UART的别名
⮚ *pData 接收到的数据存放地址
* n2 Q/ r3 {) z, G: ~; U# Q  n⮚ 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
7 M4 S' ^! U3 E5 V% ^0 E/ L5 Y
2.2 串口中断函数
8 R8 d- [8 B9 R0 Y) A6 W3 Q

1. HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口中断处理函数
   
2. HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送中断回调函数
   
3. HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送一半中断回调函数（不常用）
   
4. HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口接收中断回调函数
   1 i  v% x0 u# d, J# o2 c
5. HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数（不常用）
   
6. HAL_UART_ErrorCallback();//串口接收错误函数

复制代码

串口接收中断回调函数：

1. HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  

复制代码

功能：

- ~) Q1 _+ {4 uHAL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。
) s" |8 f1 Y1 a
参数：
$ u4 Q5 J: b( y  K5 G4 S0 t/ x
⮚ UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名
举例： HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){ //用户设定的代码 // }
6 |7 j( G+ d6 e9 p( d
: N4 E( \5 o2 X+ w串口中断处理函数：

1. HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  

复制代码

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
0 M' G; S0 N! }% o

1. /* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
   3 I/ S0 l: G' T: t' [0 }
2.   if((tmp_flag != RESET) && (tmp_it_source != RESET))
   
3.   {
   / i0 }7 o2 d. t% N$ }* P
4.     UART_Receive_IT(huart);
   % c3 l' {5 D& c; w/ N
5.   }

复制代码

) S# p8 h6 N! ^8 e, s* X1 [  G; {如果发送数据，则会进行发送中断处理函数

8 e/ {5 V! w- A

1.   /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
   " b& P$ A; _+ F, r
2.   if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
   " |" l- L) r. C1 A( B- n3 X6 a
3.   {
   
4.     UART_Transmit_IT(huart);
   
5.     return;
   
6.   }

复制代码

2.3 串口查询函数
9 Z8 N/ K/ Z+ r" z) B/ k3 u) i) r

1.   HAL_UART_GetState();  判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌

复制代码

" H, C2 D/ L) |4 B' s举例：
4 t/ K' ~2 N" B" \9 M3 e

1. while(HAL_UART_GetState(&huart4) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX) //检测UART发送结束

复制代码

三、逻辑代码部分
: }; ~6 u( W  b* l3.1 UART接收中断
* r1 S! k/ R2 q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。
3 {4 }: C* j' S# z' d
. z/ g, l( S- A: d# V具体流程：
( F  h, J" C9 d: o: L, S# y% U
1、初始化串口
9 g" ^! [6 U- I& R( w+ j
  x! Q' [1 U. t4 d' @2、在main中第一次调用接收中断函数

& X" ?% s$ U; y: C$ b' I6 a; B3、进入接收中断，接收完数据 进入中断回调函数
: Q- d* d" h. `/ U8 j7 s7 L
4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数，处理接收的数据，

1 C* E# H* h) V) j  o; o: o/ `; E5、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

/ U3 ~( V" j5 |5 Z# e, G函数流程：

1 @% n2 a, N# j①HAL_UART_Receive_IT (中断接收函数) ->
②USART2_IRQHandler(void) (中断服务函数) ->
③HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart) (中断处理函数) ->
$ A+ h+ X9 p2 G6 q8 ]2 D. M④UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函数) ->
  @4 a" j  O: |+ U- ~- j⑤HAL_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：
/ D: W$ c5 n- R8 b
" {8 N8 Y1 b5 o6 h  y! [) v/ H在main.c中添加下列定义：
5 Z+ W+ |, ]' m2 j9 l

1. #include <string.h>
   / q8 k' y8 B1 s; U/ z
2. 
     Z! ]* Q/ i3 c  V
3. #define RxBuffer_MaxSize  256     //最大接收字节数
   
4. char RxBuffer[RxBuffer_MaxSize];   //接收数据
   
5. uint8_t aRxBuffer;                        //接收中断缓冲
   4 u' Y# ]  Y$ {
6. uint8_t UART1_Rx_Cnt = 0;                //接收缓冲计数

复制代码

在main()主函数中，调用一次接收中断函数

1. /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.         HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
   
3. /* USER CODE END 2 */

复制代码

在main.c下方添加中断回调函数
  t0 ~" d& T- k9 M/ M- z
, x/ M3 V+ c7 |" ?

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. 
   , F9 t2 z3 H/ Q' a5 p" t
3. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   
4. {
   
5. 
   , s3 W0 X, H4 u5 \( s# e- J
6.   UNUSED(huart);
   $ Z% z* X( d- {' T: Q* W7 g* z
7. 
   ' m- X' X4 F. n$ m" _
8.          if(UART1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
   
9.         {
   
10.                 UART1_Rx_Cnt = 0;
    ) R' A7 a7 s& h: T9 k
11.                 memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    
12.                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF);         
    , g6 y' a/ U, r' l2 ]9 Z) D
13.   }
    
14.         else
      x# _. @0 v; G# V9 ]1 }/ T! t
15.         {
    
16.                 RxBuffer[UART1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存
    
17.                         if((RxBuffer[UART1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[UART1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
    2 Y) e7 ?( v; W' q7 V
18.                         //此处条件可以改写为if(RxBuffer[UART1_Rx_Cnt-1] == '\n') 因为上面的条件就是表示回车
    ! I( B$ q: V. @
19.                         {
    + r; x/ [; p4 `( |" S) L
20.                                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, UART1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
    
21.           while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
    , s0 s% ]. m9 f2 `  `/ O) \/ U
22.                                   HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_3);//LED指示灯状态翻转
    * v6 O/ r* p. T9 I; ^( y
23.                                         UART1_Rx_Cnt = 0;
    - E# f4 Z  ?! B# a& V* r2 S0 P
24.                                         memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
    : p: Q! c' g3 C+ |
25.                         }
    
26.         }
    
27.                 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
    
28. }
    8 H) F' V8 |+ m4 ]* V& I
29. /* USER CODE END 4 */
    

复制代码

现象：
; \" n- V  Q0 y! M0 G
2 g7 M6 i: i: V* Z$ U使用USB转TTL（CH340）进行数据发送，XCOM V2.6串口助手进行调试，发送“1”（这里要注意波特率等参数要设置的和之前配置的相同）


- C: \# L  a4 a! f2 s; V
. D; ]; o: L; V5 ?7 S7 F" U在debug模式下，将缓冲计数值UART1_Rx_Cnt加入监视器，串口接收到发来的数据后，计数值+1.
3 {( H; V9 C8 E/ C9 q+ g7 s

0 K' ^# D, d+ i6 l% h$ W9 H5 Q
同时也可以看到LED灯状态翻转

3.2 UART发送
/ {6 ]' x4 h! x' P7 D- X. K重新定义printf函数

在 stm32f1xx_hal.c中包含#include <stdio.h>
9 f# W2 ?+ f3 Z' v0 G( \

1. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
2. #include <stdio.h>
   
3. extern UART_HandleTypeDef huart1;   //声明串口

复制代码

在 stm32f1xx_hal.c 中重写fget和fput函数
" j6 [1 [2 r! m4 s1 }
* j. C; M5 m! D1 `$ |

1. /**
   
2.   * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
   / J' I& V! R3 L1 D+ P8 O
3.   * 输入参数: 无
   # a* d$ z" X2 O9 w# Z
4.   * 返 回 值: 无
   * W" O0 r+ \* O1 Z2 @# F& M. }  S
5.   * 说    明：无
   
6.   */
   
7. int fputc(int ch, FILE *f)
   
8. {
   
9.   HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
   , t1 _* `5 ?( z% F% G. {
10.   return ch;
    
11. }
    
12. 
    8 i' n  u2 C, N) P
13. /**
    7 K. P# p0 ~: r9 ^
14.   * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
    ( Q2 L3 ^( V7 `& O
15.   * 输入参数: 无
    6 {$ |+ D5 l6 J0 }) \
16.   * 返 回 值: 无
    2 P$ K. [6 N4 n" y7 t- B0 \
17.   * 说    明：无
    
18.   */
    
19. int fgetc(FILE *f)
      ~) o( t* |1 _% y; u$ L
20. {
    , W  P  y! e, p, {# T- ^8 }$ J! q
21.   uint8_t ch = 0;
    . @: E5 b( T# D, a
22.   HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
    4 x6 d; w7 b( d! q
23.   return ch;
    6 C* e; U9 `7 e% }
24. }

复制代码

- p0 B6 M0 ^6 s3 P在main.c中添加
% y& _2 |0 \$ V# R. H/ L

1. #define RxBuffer_MaxSize  256
   ! s7 V9 w5 D4 H3 n
2. char RxBuffer[RxBuffer_MaxSize];

复制代码

1. while (1)
   # Z$ K3 v/ o7 P' p8 z! F
2.   {
   6 t0 z& Z6 z3 v: d
3.     /* USER CODE END WHILE */
   1 z9 j8 k0 Z+ U- ]
4.                         printf("hello world\r\n");//这里博主只写\n的时候无法换行，百度了一下用\r\n就可以了，估计是编译系统的问题
   2 u2 x$ q; X8 p" r, {' a2 l7 R
5.                         HAL_Delay(1000);
   
6.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
7.   }

复制代码

+ A0 y- s6 K$ |" R8 w现象：
0 \8 W/ s1 \4 `; _' ^
; P6 A- h. z$ n4 ~/ ?
$ e6 c2 `+ m3 H; q' Q8 c# f4 B; ~/ E
注意：
重定义printf后，必须在target里面勾选上MicroLIB，调用一下这个微型库，不然一直卡在里面。

- T) b2 B" X5 T7 m% u( V
; {- k- N4 c5 @# j  x: z8 }
: ?( M; f& k$ \  G" Q; D
0 y  O& f$ j# V3 }