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……

* R+ |  M) p4 Z9 a) }9 o, N

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。

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：

+ d$ i" r0 L& n4 M

8 }( h% _4 G0 d% R, |

不管是哪个串口发送，都做了个简单的发送函数：

' T# S  H4 t  I4 i( |- x
% [1 Y, M6 G! L

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；
  ! z. ~, D$ r* p

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 o" \% y$ S3 q; t3 ~; n/ w6 s, K

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 C! U% j/ t6 B! a
2. USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);

复制代码

; O/ P  r9 \' O5 d. a& L

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

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
   
2. void USART3_IRQHandler(void)                 //串口3中断服务程序
   1 D, v9 ~9 D* d, y1 ^
3. {
   - i  N% u+ H5 p- q/ V* y; m
4. u8 clear3=clear3;    //消除编译器没有用到的提醒
     l) \1 `* P2 Y& B& ^2 f
5. // u8  Res;
   
6. 
   
7. if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  
   
8.   {
   
9.    USART_Enocean_BUF[Enocean_Data++] = USART3->DR;
   
10.    USART3_RX_BUF[USART3_Data++] = USART_ReceiveData(USART3);
    
11.    // Res= USART_ReceiveData(USART3);
    
12.    // USART_SendData(USART1,Res);while(!(USART1->SR&USART_FLAG_TXE));
    
13.   }
    5 A4 W' d" n: a6 @7 y2 q; c
14. 
    
15.     else if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET)   
    
16.     {
    
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）      
      F: U9 W5 E, l; q6 R1 P
19.    USART3_RX_STA=1;   //标记接收到了一帧数据
    " d% c3 R8 I; e
20.    //USART3_Data=0;
    - @% o' `; }- O! F+ z5 b/ G
21.     }               //enocean是不是读不到一帧数据，不用一帧数据测试一下  
    
22. }

复制代码

4 l( @7 G% y+ h% s! Y1.2.1 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

IDLE 中断使能：

1. __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE);

复制代码

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)
   : J' R% O% j) k# ?9 s
2. {
   
3.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
   
4. 
     e, G9 d: H+ B) u+ A
5.   /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
   
6.   HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
   
7.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
   . u; Q) ~& [6 L- i" j
8.   if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_RXNE) == SET){
   
9.       //  USART_Enocean_BUF[Enocean_Data++] = huart2.Instance->RDR   
   9 _  ?# {$ I2 m- Y. Y! {
10.       //  RXNE 数据处理，直接读取数据      
    
11.   }
    
12.   if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_IDLE) != RESET))
    
13.   {
    
14.      __HAL_UART_CLEAR_IT(&huart2,UART_CLEAR_IDLEF); //Çå³ýÖжϠ 
    . E8 I: w9 l7 i2 p
15.      // ReceiveState = 1;
    
16.      // IDLE 数据处理，一帧数据接收标志位置位
    : P+ l; ~4 g1 ?
17.   }
    
18. }

复制代码

! I2 G% B. P$ _* O* \6 MHAL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 ：

1 K# Q' T- V) R4 w4 ]
, `7 U$ g3 l. G2 s4 V

4 d5 T  T  n- [- i1 P$ |) F

一般的使用方式步骤：

' |9 ~& p' G0 m1 f: }4 c/ D

, L& ~3 O% U- j, D' D& L

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。

二、 收发同时串口卡死？
8 u; w) Q5 m) |0 t' d: V2.1 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：

; \0 Z6 [  ?7 z+ T+ Z+ a2.2.1 清除错误标志位

在使用 HAL 库的时候，有4个错误 flag，如下图：

' E4 @6 i9 r" |; e' v3 Y

! d9 m6 ^$ T7 n8 |

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
   
2. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_FE);
   ! a% \9 l) p8 E5 |" `0 L  Z8 ?
3. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_NE);
   6 k4 E+ @, s/ n+ Y
4. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_ORE);

复制代码

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：

1 S0 l2 k; }: o) g) K( T- V

, J' r* Z9 F$ X

' W8 C" l: T# U+ p: u" S/ r  I2.2.2 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 = =！：

. i2 V/ i2 Y. ~. E" g0 s3 t5 W

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：

5 I5 `; t: f; T0 ~

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。

4 l! c" x# @6 w5 t" S% h& h2.2.3 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：

0 C$ H: x  L$ e9 k

虽然在后面有解锁：

6 o7 B% S1 H* J: F5 ^- |

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：

: }5 U- P2 |0 ~& O. m% U

1. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   6 @2 H$ Q$ \) i( g! z: F
2. {
   , e9 d5 [! j3 n/ s
3.   if(huart->Instance == LPUART1){
   
4.     Enocean_Data++;
   
5.     if(Enocean_Data > 98)Enocean_Data = 0;
   6 w) `% G; f/ i: ?! I# A4 F
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);
   # ?. E$ P& x. H2 K% z! j
9.     }
   
10.   }
    
11.   else if(huart->Instance==USART1)
    9 c& a6 j5 p  T( V! x# N
12.   {  
    
13.   }
      h. _6 j0 f$ X% X
14. }

复制代码

终于，串口不再卡死 ， 成功！

转载自：矜辰所致
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- c7 N! t7 m; I2 u

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。