[嵌入式]STM32串口通信（HAL库）（一）

串口简介

? 串口最基本的设置，就是波特率的设置。首先要开启时钟，并设置相应的IO口模式，然后配置一下波特率，数据位长度，奇偶校验位等信息就可以用了。

1.串口时钟使能

? 串口作为STM32的一个外设，其时钟由外设时钟使能寄存器控制，在stm32f103中串口1是在APB2ENR寄存器的第14位，除了串口 1 的时钟使能在 APB2ENR 寄存器，其他串口的时钟使能位都在 APB1ENR 寄存器，而 APB2（72M）的频率一般是 APB1（36M）的一倍。

2.串口复位

? 当外设出现异常的时候可以通过复位寄存器里面的相应位设置，实现外设的复位。然后重新配置这个外设达到重新工作的目的。串口的复位是通过APB2RSTR寄存器的第14位来实现的，该寄存器的各位描述如下图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RivCI9DO-1628243635775)(C:\Users\zkhy\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210805112946240.png)]

3.波特率设置，每个串口都有一个自己独立的波特率寄存器USART_BRR，通过该寄存器就可以达到配置不同波特率的目的。

4.串口控制。STM32的每个串口都有3个控制寄存器USART_CR 1~3，串口的很多配置都是通过这3个寄存器来设置的。

串口的设置一般步骤如下：

1）串口时钟使能，GPIO时钟使能。

2）设置引脚复用器映射：调用GPIO_PinAFConfig函数

3）GPIO初始化设置：设置模式为复用功能

4）串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数

5）开启中断并且初始化NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这样设置）

6）使能串口。

7）编写中断处理函数：函数名格式为USARTxIRQHandler（x,对应串口号）

1.串口参数初始化

? 我使用的MCU为STM32L073Rz

? 串口是STM32的一个外设，HAL库有配置有完整的初始化函数，我使用的是STM32cubemx自动配置生成的代码。初始化函数如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart)

入口参数为huart1，为UART_HandleTypeDef结构体指针类型，也就是串口句柄，结构体成员变量如下：

typedef struct __UART_HandleTypeDef
{
  USART_TypeDef            *Instance;                /*!< UART registers base address        */

  UART_InitTypeDef         Init;                     /*!< UART communication parameters      */

  UART_AdvFeatureInitTypeDef AdvancedInit;           /*!< UART Advanced Features initialization parameters */

  uint8_t                  *pTxBuffPtr;              /*!< Pointer to UART Tx transfer Buffer */

  uint16_t                 TxXferSize;               /*!< UART Tx Transfer size              */

  __IO uint16_t            TxXferCount;              /*!< UART Tx Transfer Counter           */

  uint8_t                  *pRxBuffPtr;              /*!< Pointer to UART Rx transfer Buffer */

  uint16_t                 RxXferSize;               /*!< UART Rx Transfer size              */

  __IO uint16_t            RxXferCount;              /*!< UART Rx Transfer Counter           */

  uint16_t                 Mask;                     /*!< UART Rx RDR register mask          */

  __IO HAL_UART_RxTypeTypeDef ReceptionType;         /*!< Type of ongoing reception          */

  void (*RxISR)(struct __UART_HandleTypeDef *huart); /*!< Function pointer on Rx IRQ handler */

  void (*TxISR)(struct __UART_HandleTypeDef *huart); /*!< Function pointer on Tx IRQ handler */

  DMA_HandleTypeDef        *hdmatx;                  /*!< UART Tx DMA Handle parameters      */

  DMA_HandleTypeDef        *hdmarx;                  /*!< UART Rx DMA Handle parameters      */

  HAL_LockTypeDef           Lock;                    /*!< Locking object                     */

  __IO HAL_UART_StateTypeDef    gState;              /*!< UART state information related to global Handle management
                                                          and also related to Tx operations. This parameter
                                                          can be a value of @ref HAL_UART_StateTypeDef */

  __IO HAL_UART_StateTypeDef    RxState;             /*!< UART state information related to Rx operations. This
                                                          parameter can be a value of @ref HAL_UART_StateTypeDef */

  __IO uint32_t                 ErrorCode;           /*!< UART Error code                    */
    
} UART_HandleTypeDef;

这些结构体成员变量非常多，一般配置的时候采用定义一个结构体变量来进行初始化，代码如下:

UART_HandleTypeDef huart1;

/* USART1 init function */

void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

2.使能串口和GPIO时钟

? 要使用串口，一定要使能串口和GPIO的时钟，不然不会工作。

    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();//使能USART1时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//使能GPIOB时钟

3.GPIO口的初始化设置

我这里的是PB6和PB7分别为RX和TX口。

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
    /* USART1 clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
   
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF0_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  }
}

3.开启串口相关中断，配置串口中断优先级

这个我的是在cubemx里面配置好自动生成的，也就是上面函数的最后两行，中断优先级为0，设置的最高

4.编写中断服务函数

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

未完待续。。。。。。