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江科大UART串口通讯hal库实现

news 来源：原创 2025/5/31 17:32:40

hal库相关库函数

初始化结构体

typedef struct
{uint32_t BaudRate;                  /*波特率设置*/uint32_t WordLength;                /*字长设置*/uint32_t StopBits;                  /*停止位设置 */uint32_t Parity;                    /*奇偶校验位设置*/uint32_t Mode;                      /*接受发送模式设置*/uint32_t HwFlowCtl;                 /*硬件流控制设置*/uint32_t OverSampling;              /*采样速度设置*/
} UART_InitTypeDef;

typedef struct __UART_HandleTypeDef
{USART_TypeDef                 *Instance;        /*选择的串口外设地址*/UART_InitTypeDef              Init;             /*串口初始化*/const uint8_t                 *pTxBuffPtr;      /*发送数据的缓冲区*/uint16_t                      TxXferSize;       /*发送数据大小*/__IO uint16_t                 TxXferCount;      /*用于记录还剩余的要发送的数据量*/uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*接收数据缓冲区*/uint16_t                      RxXferSize;       /*接收数据大小*/__IO uint16_t                 RxXferCount;      /*用于记录还剩余的要接收的数据量*/__IO HAL_UART_RxTypeTypeDef ReceptionType;      /*标识当前 UART 接收模式的成员变量。它决定了 UART 如何处理接收到的数据，比如说中断处理或者DMA处理*/__IO HAL_UART_RxEventTypeTypeDef RxEventType;   /*接收事件类型*/DMA_HandleTypeDef             *hdmatx;          /*发送功能DMA句柄*/DMA_HandleTypeDef             *hdmarx;          /*接受功能DMA句柄*/HAL_LockTypeDef               Lock;             /*状态锁存*/__IO HAL_UART_StateTypeDef    gState;           /*它的主要作用是存储当前 UART 的状态，方便在程序的不同部分查询 UART 的工作状态global state */__IO HAL_UART_StateTypeDef    RxState;          /*接收状态*/__IO uint32_t                 ErrorCode;        /*错误标志位*/#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1)void (* TxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Tx Half Complete Callback        */void (* TxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Tx Complete Callback             */void (* RxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Rx Half Complete Callback        */void (* RxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Rx Complete Callback             */void (* ErrorCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);             /*!< UART Error Callback                   */void (* AbortCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Abort Complete Callback          */void (* AbortTransmitCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart); /*!< UART Abort Transmit Complete Callback */void (* AbortReceiveCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);  /*!< UART Abort Receive Complete Callback  */void (* WakeupCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Wakeup Callback                  */void (* RxEventCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Pos); /*!< UART Reception Event Callback     */void (* MspInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);           /*!< UART Msp Init callback                */void (* MspDeInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Msp DeInit callback              */
#endif  /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */} UART_HandleTypeDef;

FE帧错误，ORE过载错误,NE噪声错误

初始化相关函数

初始化，半双工，初始化 LIN 外设，多进程，恢复缺省配置

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_HalfDuplex_Init(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_LIN_Init(UART_HandleTypeDef *huart, uint32_t BreakDetectLength);
HAL_StatusTypeDef HAL_MultiProcessor_Init(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t Address, uint32_t WakeUpMethod);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DeInit(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef *huart);

发送接收相关函数，普通收发，中断收发，DMA收发，以及DMA暂停，DMA恢复，DMA停止

其中DMAResume得在DMAPause后面.

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAPause(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAResume(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart);
扩展部分
HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint16_t *RxLen,uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

扩展部分是串口不断接收数据，直到空闲状态，有三种不同的接受方式

串口接收的事件获取

串口中止 UART 通信的函数，它可以同时中止发送和接收操作。

串口中止发送，中止接收，中止中断，中止发送中断，中止接受中断。

HAL_UART_RxEventTypeTypeDef HAL_UARTEx_GetRxEventType(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Abort(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_AbortTransmit(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_AbortReceive(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Abort_IT(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_AbortTransmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_AbortReceive_IT(UART_HandleTypeDef *huart);

串口的收发

根据江科大的串口设计来配置我们的CubeMX

首先使用UART1,波特率为9600，非硬件流控制，发送接收模式都要，一位停止位，八位字长，不需要奇偶校验位，开启中断，抢占优先级和响应优先级都为1，

创建完成后我们就可以完成串口的收发了，我们使用正点原子的串口调试工具

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

这两个代码在while循环里面轮询收发数据，比如接收发送3位数据abc,你会发现少接收了一位a只接收到bc且发送的也是bc，数组里面a的位置我们显示出来是0D，也就是回车键的ascll码值。

这是什么原因呢？

原因在这里，他加入了回车换行导致我们的代码a变成了回车

所以对于串口工具的了解也是有必要的。

但是这是阻塞式的收发，超时时间都是1s,也就是我不发生数据，就会在接受数据函数这里卡住整整1s的时间，这对于我们的单片机程序是致命的，1s可以让他做非常多的事情了。所以我们通常使用中断收发模式。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

只有触发中断，才进行一次数据的接受和发送，这样就能大大的减少我们在串口收发里面花费的时间，且主程序还能正常运行，不被干扰。

我们在while循环前面进行中断的接收打开，当串口助手发送数据的时候，触发接收中断，接收到数据并进入接收中断函数里面，如果还要继续接收别的数据，我们就得在接受中断函数里面再次开启接受中断。对于接受和发送，我们得对他们进行分离处理，让他们各司其职，比如说最好不要在接收中断函数里面进行数据发送，数据发送不出来且可能和接收函数有冲突导致二者都不能正常工作。

__HAL_UART_GET_FLAG()

我们可以通过get_flag宏定义来判断中断标志位，也可以和江科的代码大一样实现串口的收发，但是那个收发函数太麻烦了，还需要我们手动判断标志位，清除标志位，发送函数也是由一位字长数据发送函数嵌套得到的字符串发送函数。而hal库直接给我们提供好了这么多便捷的串口收发函数，比如轮询式最普通的收发函数，还给我们添加了超时保护，所以我觉得在hal库这里对于江科大的串口收发函数的复现是意义不大的。

uint8_t zfc[20];//收发数组
int main(void)
{OLED_Init();//初始化OLED显示屏HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");HAL_UART_Receive_IT(&huart1,zfc,3);//开启中断接受while (1){OLED_ShowHexNum(1,8,zfc[0],2);//显示接收到的值OLED_ShowHexNum(1,11,zfc[1],2);OLED_ShowHexNum(1,14,zfc[2],2);HAL_UART_Transmit(&huart1,zfc,3,1000);//发送接收到的值HAL_Delay(1000);//延时1s，不然会眼花缭乱的}
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){if(huart == &huart1){
//        OLED_ShowString(2,1,"success");//测试中断是否成功接收HAL_UART_Receive_IT(&huart1,zfc,3);//重新启动中断接受}
}

CubeMx创建的文件注释部分太多了，我把注释部分删掉了，这样所有先关代码就能全部显示在一个界面上了。

我这里是固定长度的收发，如果要实现字符串收发，也可以用字符串相关函数，把固定长度修改成字符串的长度即可（应该是str_len函数）