HAL库UART在cubemx中的配置

串口原理图

串口1咱们已经用作rtt的print使用了，所以使用另外一组串口来进行串口的教程，这里一定要注意下，alios的这个板子原理图是有点问题的，标注的是串口3PA2和PA3，实际上小飞哥调了好久，最后万用表量引脚才发现是原理图标注错误，实际上是UART4，PA0和PA1

cubemx中引脚选择预配置

选择PA0、PA1，配置为串口模式，波特率什么的见图示：

开启中断，优先级可以根据自己的需求配置，本次不使用DMA，所以DMA就先不进行配置了

配置是非常简单的，就不多啰嗦了，配置完直接生成代码就OK了

HAL库串口代码详解

cubemx里面配置了一大堆，生成的应用代码主要在初始化中：

关于串口的接口是很多的，本次主要使用3个接口，发送、接收和接收回调

HAL库数据接收的设计思想是底层配置完成后，暴露给用户的是一组回调函数，用户不用关心底层实现，只需要关注应用层逻辑即可，回调函数是定义为_weak属性的接口，用户可以在应用层实现

/**
*@briefRxTransfercompletedcallback.
*@paramhuartUARThandle.
*@retvalNone
*/
__weakvoidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)
{
/*Preventunusedargument(s)compilationwarning*/
UNUSED(huart);

/*NOTE:Thisfunctionshouldnotbemodified,whenthecallbackisneeded,
theHAL_UART_RxCpltCallbackcanbeimplementedintheuserfile.
*/
}

发送也有对应的callback，我们只需要在callback处理我们的逻辑即可。

串口收发设计

教程不玩虚的，本章节小飞哥从实际应用出发，通过解析协议数据，顺便讲解uart的收发设计。

1、串口接收：

先来看看HAL库串口接收的接口函数,这就是使用库函数的好处，底层实现不用关心，只要会用接口就行了

/**
*@briefReceiveanamountofdataininterruptmode.
*@noteWhenUARTparityisnotenabled(PCE=0),andWordLengthisconfiguredto9bits(M1-M0=01),
*thereceiveddataishandledasasetofu16.Inthiscase,Sizemustindicatethenumber
*ofu16availablethroughpData.
*@paramhuartUARThandle.
*@parampDataPointertodatabuffer(u8oru16dataelements).
*@paramSizeAmountofdataelements(u8oru16)tobereceived.
*@retvalHALstatus
*/
HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize);

如何使用这个接口接收数据呢？

从接口描述可以看到，第1个参数是我们的串口号，第2个参数数我们用于接收数据的buffer，第3个参数是数据长度，即要接受的数据量，这里我们每次仅接收一个数据即进入逻辑处理

每次取一个数据，放到rxdata的变量中

HAL_UART_Receive_IT(&huart4,&rxdata,1);

HAL库所有的串口是共享一个回调函数的，那么如何区分数据是来自哪一个串口的？这个逻辑可以在应用实现，区分不同的串口号，根据对应的串口号实现对应的逻辑即可

voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)
{

if(huart->Instance==UART4)
{
//rt_sem_release(sem_uart_rec);
embedded_set_uart_rec_flag(RT_TRUE);
embedded_set_uart_timeout_cnt(0);
HAL_UART_Receive_IT(&huart4,&rxdata,1);
mb_process_frame(rxdata,CHANNEL_MODBUS);
}
}

2、数据帧接收完成判断

通讯基本上都是不定长数据的接收，一般对于一个完整的通讯帧来说，是有长度字段的，分以下几种接收完成判断方式

特殊数据格式，比如结束符，像正点原子串口教程的“回车、换行(0x0D,0x0A)”

数据长度，适用已知数据长度的数据帧，根据接收到的数据长度跟数据帧里面的长度是否一致，判断接受是否完成

超时判断，定时器设计一个超时机制，一定时间内没有数据进来即认为数据传输结束

空闲中断，串口是有个空闲中断的，这个实现类似于超时机制

也可以从软件设计实现，比如设计一个队列，取数据即可，队列中没数据即认为数据接受完成

方式有很多，本章节主要使用数据长度和定时器超时两种方式来讲解

3、串口发送

串口发送比较简单，先来看看发送接口函数，类似接收函数，只需要把我们的数据放进发送buffer，启动发送即可

/**
*@briefSendanamountofdatainblockingmode.
*@noteWhenUARTparityisnotenabled(PCE=0),andWordLengthisconfiguredto9bits(M1-M0=01),
*thesentdataishandledasasetofu16.Inthiscase,Sizemustindicatethenumber
*ofu16providedthroughpData.
*@noteWhenFIFOmodeisenabled,writingadataintheTDRregisteraddsone
*datatotheTXFIFO.WriteoperationstotheTDRregisterareperformed
*whenTXFNFflagisset.Fromhardwareperspective,TXFNFflagand
*TXEaremappedonthesamebit-field.
*@paramhuartUARThandle.
*@parampDataPointertodatabuffer(u8oru16dataelements).
*@paramSizeAmountofdataelements(u8oru16)tobesent.
*@paramTimeoutTimeoutduration.
*@retvalHALstatus
*/
HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef*huart,constuint8_t*pData,uint16_tSize,uint32_tTimeout);

数据接收及协议帧解析设计

数据接收：

基于数据长度和超时时间完成数据帧发送完成的判断：

定时器中断回调设计，实现逻辑为，当收到串口数据时，开始计时，超过100ms无数据进来，认为数据帧结束，同时释放数据接收完成的信号量,接收到接受完成的信号量之后，重置一些数据，为下一次接收做好准备

voidHAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef*htim)
{
if(htim->Instance==TIM15)
{
//if(RT_EOK==rt_sem_take(sem_uart_rec,RT_WAITING_NO))
//{
if(embedded_get_uart_rec_flag())
{
/*100ms超时无数据接收*/
if(embedded_get_uart_timeout_cnt()>9)
{
embedded_set_uart_rec_flag(RT_FALSE);

rt_sem_release(sem_uart_timeout);
}
}

/