HAL库教程6：串口数据接收

Bertha 。 2022-04-23 23:30 781阅读 0赞

## STM32的串口接收机制 ##

与阻塞式发送函数HAL\_UART\_Transmit配套，有个阻塞式的接收函数，HAL\_UART\_Receive，但此函数不常用，串口接收通常使用中断函数HAL\_UART\_Receive\_IT。HAL库的串口中断比较复杂，主要流程如下：  
![在这里插入图片描述][20190409224741746.png]  
  USART1\_IRQHandler：由硬件调用，不是HAL库函数，寄存器编程或固件库编程也需要调用此函数；  
  HAL\_UART\_IRQHandler：通过中断类型（发送中断还是接收中断）来判断调用哪个函数；  
  UART\_Receive\_IT：此函数可以指定，每收到若干个数据，调用一次回调函数；这是因为，每收到一个字节，都会把此函数的接收计数器-1，如果接收计数器为零，调用串口接收回调函数HAL\_UART\_RxCpltCallback（实际上HAL库一共提供了5个回调函数，只有这个函数在接收完成时调用）。  
  HAL\_UART\_RxCpltCallback：弱函数，用户可以在此函数中编写业务逻辑。清除中断标记，是中断处理函数一定要做的事情，但是对于用户函数，把这个操作给隐藏了

## 使能串口接收中断 ##

由于串口不方便传参数，所以我通常会定义一些用于串口通信的全局变量。也可以模仿库函数，把这些变量打包成一个结构体。

//UART.c
    unsigned char UART1_Rx_Buf[MAX_REC_LENGTH] = { 0}; //USART1存储接收数据
    unsigned char UART1_Rx_flg = 0;                   //USART1接收完成标志
    unsigned int  UART1_Rx_cnt = 0;                   //USART1接受数据计数器
    unsigned char UART1_temp[REC_LENGTH] = { 0};       //USART1接收数据缓存

由于这些变量也要在main.c文件中使用，跨文件使用，可以在头文件中做外部声明：

#ifndef __UART_H
    #define __UART_H
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" { 
    #endif
      
    #define REC_LENGTH 1
    #define MAX_REC_LENGTH 1024 
      
    extern unsigned char UART1_Rx_Buf[MAX_REC_LENGTH];
    extern unsigned char UART1_Rx_flg ;
    extern unsigned int  UART1_Rx_cnt ;
    extern unsigned char UART1_temp[REC_LENGTH];
        
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    
    #endif

要使用中断来接收串口数据，则必须开启中断。并且，每次处理完串口接收中断以后，会自动关闭中断，如果想循环接收数据，则必须在处理完中断以后，再次开启中断。  
  我们希望完成初始化以后就开始接收串口数据，所以要修改串口初始化函数。

//main.c
    static void MX_USART1_UART_Init(void)
    { 
      /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */
      HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)UART1_temp,REC_LENGTH);
      /* USER CODE END USART1_Init 2 */
    }

## 串口接收中断函数处理 ##

程序的逻辑：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
  如果接收到了指定数量的串口数据（在本例中，指定的数量是1字节），则会执行回调函数HAL\_UART\_RxCpltCallback。此函数是个弱函数，用户可以根据业务逻辑来“重载”。我们要在此函数中，把串口收到的数据打包，并判断结束符判断数据结束。我们规定，只发送ASCII码，并以0x0a作为结束符。

//UART.c
    /** * @brief 串口中断回调函数 * @param 调用回调函数的串口 * @note 串口每次收到数据以后都会关闭中断，如需重复使用，必须再次开启 * @retval None */  
    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    { 
      if(huart->Instance==USART1)
      { 
        UART1_Rx_Buf[UART1_Rx_cnt] = UART1_temp[0];
        UART1_Rx_cnt++;
        if(0x0a == UART1_temp[0])
        { 
          UART1_Rx_flg = 1;
        }
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)UART1_temp,REC_LENGTH);
      }
    }

主函数中，实现“串口应声虫”的功能，收到什么就发送什么。如果串口数据接收完成，则发送出去然后把数组，计数器，标志都恢复初始状态。

//main() while(1)
        if(UART1_Rx_flg)
        { 
          HAL_UART_Transmit(&huart1,UART1_Rx_Buf,UART1_Rx_cnt,0x10);    //发送接收到的数据
          for(int i = 0;i<UART1_Rx_cnt;i++)
            UART1_Rx_Buf[i] = 0;
          UART1_Rx_cnt = 0;
          UART1_Rx_flg = 0;
        }

现象：向串口发送ASCII码，单片机收到什么数据，就返回什么数据。注意，发送给串口的数据结尾要有回车键。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 数据阶段的方法与ASCII码 ##

一组数据怎么判断是否结束？  
  2种方法：  
  1特定时间，特定的时间内没有收到新的数据，认为这一组数据就结束了。这种方法在定时器的章节来实现。  
  2特定字符，通信双方约定，用特定的字符作为结束，比如把0xff作为结束符。收到0xff就把数据截断。就像我们演讲，最后说一句谢谢大家，下边的人就知道了你讲完了，该鼓掌了。谢谢就是结束符。  
  但是这种做法有一个弊端，就是正常通信的数据不允许在使用0xff。  
  对于ASCII码，正常情况下是不会发送0x0d与0x0a（回车与换行）的，所以可以用作结束符。  
  ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的系统，并等同于国际标准ISO/IEC 646。  
  ASCII码主要用于英文字符的显示，不包含中文。标准ASCII码只有7位（最高位是校验位），所以只能显示2^7=128个字符，其中0-31还是不能显示的字符，例如回车，作用是控制字符或通信字符。  
![在这里插入图片描述][20190409224821529.png]  
  假如，发送的数据是0x31，它可能代表着十六进制的数字0x31，也可能表示十进制的数字49（十六进制与十进制虽然看上去不一样，但表示的数是同样的大小），还可能表示ASCII码，字符’1’。这三者，在传输线上使用示波器来观察，波形是一模一样的，接收方把它理解为0x31还是理解为字符，要看通信双方的约定。

## 2020年11月27日更新 ##

有读者反馈不好用，这段代码是经过测试，确认可用的，附上源码如下，供参考  
https://download.csdn.net/download/geek\_monkey/13195359  
另外，此串口数据需要结束符，后续文章中有更好的方法，定时器截断，文章地址是：  
https://yatao.blog.csdn.net/article/details/89326199

[20190409224741746.png]: /images/20220222/9694ea83c90a4da985ce2c1f4891e5ec.png
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[20190409224821529.png]: /images/20220222/71e253b4af8446d48e29ede1257af4f7.png