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。
1 r. I8 P- w" D0 h7 K! C9 D
4 }3 d8 V# ]. d; K' X
( S8 {! M: |$ F

一、配置CubeMX
! T0 H7 F& _; `- i1 g1、新建工程;
2、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;
5 M# x0 w3 h0 l4 c3 T2 Y4、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;
! f. V2 d9 ~4 w; W' ], c  i5、配置串口收发引脚

( z, J  M8 z: H- N4 z8 O5 a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。
2 q7 z- k+ H) X' o
配置到目前，效果图为：
# A% ~) I" @' E9 ^) S  t0 N


' M3 @3 W( D2 o3 Y" U0 o& _7 b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
⮚点击USATR1
" d) l. [; ]/ V& K. ]+ x⮚设置MODE为异步通信(Asynchronous)
+ f& M+ P: {" s( t, [⮚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
⮚GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
, q+ J0 u. z% v4 i1 R( d8 X⮚NVIC Settings 一栏使能接收中断

. {: t+ m5 V- U- x! A这里简单扩展一下：
STM32F103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)。
) P2 r8 G4 a( g; M" ?5 M$ A& P
8 e! h, m1 r" G- V  M- Z- b
- T' d) y# I) ]

0 `' {8 {% p/ B* X  m% \
0 W! J5 L- ?- _; _- h6 ]2 j


' r" G2 E* O; d' d; y/ e  D$ B7、配置时钟树，我还是开到最高的72MHz
8、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
7 g& y4 O  w/ ^, W$ g2.1 串口发送/接收函数

1. HAL_UART_Transmit();//串口发送数据，使用超时管理机制
   
2. HAL_UART_Receive();//串口接收数据，使用超时管理机制
   
3. HAL_UART_Transmit_IT();//串口中断模式发送  
   , W9 v3 ?; g2 t) N% Z* ~; c
4. HAL_UART_Receive_IT();//串口中断模式接收
   $ x# l/ C( y, U, G9 t. T: b
5. HAL_UART_Transmit_DMA();//串口DMA模式发送
   
6. HAL_UART_Transmit_DMA();//串口DMA模式接收

复制代码

/ r. D' t6 X: `' I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：
6 t% _' N% d4 v+ t  c2 E/ ~( q5 o
串口发送数据：
1 f/ g& s8 F( x2 L

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

复制代码

5 D! V- }, I3 k: E+ g0 Y- e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）。

0 Z& c1 K5 Z- x1 {  b  D参数：

5 F9 X; [! t6 w( h/ I( F; v( O1 K' U* o⮚ UART_HandleTypeDef *huart UART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
% d& u' u5 [* y; z" R9 x7 B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

. D, T: j' S$ k串口接收数据：
4 }% A2 F$ f' L4 }; p- S+ H) K4 ]
: b1 t! {% I+ q5 G  ?5 R1 L: s

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

复制代码

+ S! m# J: `5 a- }! L* F1 |功能：

0 }. D2 x2 r, q6 `串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
% p# m, ?4 N9 v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)
8 b" r# i7 Y( ?5 C% A& q5 [8 ]' _
参数：
) U% G: M  m2 H7 O* h5 V% }! P4 b8 N⮚ UART_HandleTypeDef *huart UART的别名
⮚ *pData 接收到的数据存放地址
⮚ Size 接收的字节数
, Q, f6 G3 s, K! s举例： HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&value,1); //中断接收一个字符，存储到value中
1 _0 A! w5 n1 E9 G5 O$ M
' x! H7 ?' a  {0 f5 n" }# D1 d2.2 串口中断函数

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
   - o$ j" d8 r0 ~# x+ d
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
   5 S* i2 E+ X$ ^' r
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 ]  N- H* k: U$ j# M

1. HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  

复制代码

) Y7 P; t# n8 f( a, f功能：
/ D- m: V, ^, X, x7 r
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：
. V$ j2 ]9 z& _2 V& g3 Q5 ]" L! g
4 ]3 [* E# b* \' f( U  J⮚ UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名
举例： HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){ //用户设定的代码 // }

串口中断处理函数：

1. HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  

复制代码

功能：

4 v* D9 H/ j" ^4 @* n6 ~+ \! v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。

% \4 r. w; @( h- Q( X如果接收数据，则会进行接收中断处理函数

1. /* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
   
2.   if((tmp_flag != RESET) && (tmp_it_source != RESET))
   : o% n& t% Y2 [$ {4 i6 Z" B
3.   {
   
4.     UART_Receive_IT(huart);
   
5.   }

复制代码

如果发送数据，则会进行发送中断处理函数
- S) a  j5 n& I" s: V* D3 B8 v! M
3 I' Y3 |) Z5 ]: H' P9 t

1.   /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
   
2.   if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
   
3.   {
   6 w  A" y( d* C) Q: b  H
4.     UART_Transmit_IT(huart);
   0 c# [( c0 W6 m4 D4 ]# s. n
5.     return;
   
6.   }

复制代码

2.3 串口查询函数

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

' B) \1 }9 |, o. A, c9 {3 ~举例：

) V6 C5 s) U5 w* `% p# ^3 U, n

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

复制代码

* R" h( J- \# q$ }3 p0 b" E3 s% y三、逻辑代码部分
3.1 UART接收中断
3 W; C' s. Z# k) G; ?  [8 |' y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。
$ ]1 m- p( q5 [2 H7 @
具体流程：

1、初始化串口
+ ~+ M+ E: h' w" E2 k
2、在main中第一次调用接收中断函数
+ @2 j" G0 K4 r# u) J" y
3、进入接收中断，接收完数据 进入中断回调函数
4 l1 N9 ^  D- P* \5 A
  P) }4 @3 v. C8 c' T; v4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数，处理接收的数据，

- ~9 M% u- c% W$ V8 z5、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
1 i9 i/ Y& c) n, H, x1 o! u
# f- {0 e0 F  \7 C函数流程：
1 D/ S2 B5 d8 R, B3 h1 e
①HAL_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) ->
④UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函数) ->
⑤HAL_UART_RxCpltCallback(huart) (中断回调函数)
' @' H% e2 j( m7 ]5 z2 w
HAL_UART_RxCpltCallback函数就是用户要重写在main.c里的回调函数。

% c% k" O# O% }5 q# |代码实现：

+ u; t# Q  D5 g在main.c中添加下列定义：

- t/ _6 B1 Y# l  u. u2 Y7 V, Z/ D

1. #include <string.h>
   
2. 
   
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
   
6. uint8_t UART1_Rx_Cnt = 0;                //接收缓冲计数

复制代码

- y) p$ f7 V* S) b) J5 {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);
   1 j3 f5 @$ j7 N9 G; T
3. /* USER CODE END 2 */

复制代码

在main.c下方添加中断回调函数

, Y( A* X/ q  k. X8 N

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   0 H8 ], t  u% T5 F( l8 i& ]0 ^
2. 
   ' N- a9 C2 s, B$ A
3. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   ! s; {% q" {/ {3 ~9 z8 ^1 v9 T: a
4. {
   
5. 
   
6.   UNUSED(huart);
   
7. 
   4 }+ D: E, g3 }( L! m+ m
8.          if(UART1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
   
9.         {
   
10.                 UART1_Rx_Cnt = 0;
    
11.                 memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    1 I: B5 E& g: V& _6 l
12.                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF);         
    
13.   }
    
14.         else
    ; }2 Y' O- r: `4 b3 ~
15.         {
    3 i* I* y+ j: w* l4 ]5 @! P
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
    5 T1 m4 k. ?0 q( [/ {  e
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
    
19.                         {
    
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
    3 ^* h1 t# F& w* M: v, R' V; a! e
22.                                   HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_3);//LED指示灯状态翻转
    
23.                                         UART1_Rx_Cnt = 0;
    
24.                                         memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
    : t; ]2 i! `* p7 F" \3 m
25.                         }
    3 o8 c6 @3 Z( b) @+ i# i; N
26.         }
    
27.                 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
    & B! L, \7 c. d- d
28. }
    8 G' H0 X: A& R; B
29. /* USER CODE END 4 */
    1 O# E& ]! Y7 p; W

复制代码

现象：
2 ^7 n) X& ]5 o- N) L0 ^' m
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）

& A# B% L! T: H# Q( ^, u3 j" X( C) S! m
2 R5 m6 W  P, D! f0 J
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.
' u" |1 i# f& k0 D+ @9 U" ]: r


1 @) A; w4 j" D- ]1 y同时也可以看到LED灯状态翻转

# W6 R% W5 x3 s3.2 UART发送
重新定义printf函数

在 stm32f1xx_hal.c中包含#include <stdio.h>

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

  p4 M+ Q& J# K

1. /**
   . d0 `3 |$ D2 U5 I- n0 S3 C, w
2.   * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
   
3.   * 输入参数: 无
   
4.   * 返 回 值: 无
   7 |0 ~1 H& `0 }1 E" Y( w
5.   * 说    明：无
   
6.   */
   
7. int fputc(int ch, FILE *f)
   , t, }/ f  V6 i" i' i
8. {
   1 K$ L! ?: `2 Y' d( ?, `, y
9.   HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
   
10.   return ch;
    ; a& w$ e8 F8 s  {  Q0 \
11. }
    7 n  a5 c! g; Y" V1 C% {, M
12. 
    , v3 a! T! `- x1 K( p% z( D, W
13. /**
    
14.   * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
    
15.   * 输入参数: 无
    
16.   * 返 回 值: 无
    
17.   * 说    明：无
    
18.   */
    ! [# H8 X& W2 `% X* e
19. int fgetc(FILE *f)
    4 x1 j$ I- Y* p* f8 K& {$ O( c
20. {
    ) }2 {" D( r& N' S
21.   uint8_t ch = 0;
    + w  r9 U9 A3 L1 Y
22.   HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
    5 r( r, B" Z( V6 a
23.   return ch;
    
24. }

复制代码

, Y7 K! n1 a) @. \在main.c中添加
) d% {; r2 w. E2 r" A* ~
2 k3 O, K* q4 f# r6 w

1. #define RxBuffer_MaxSize  256
   
2. char RxBuffer[RxBuffer_MaxSize];

复制代码

1. while (1)
   & `' n" M( z5 F; P4 Z9 i. |2 M" N
2.   {
   
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
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
   
5.                         HAL_Delay(1000);
   
6.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
7.   }

复制代码

1 y% `# m+ }/ J  _4 L6 s* W现象：
3 t; R% P3 L* Y; i; n4 H! j* ~& j4 V


& N$ i! ?9 T& z4 y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。




% {0 ?: W" F7 k