代码收藏家技术教程 2023-08-23

STM32实战（三）：利用空闲中断接收任意长度的串口数据

“ 想起密码了，终于想起密码了(´・ω・`) ”

这次我们利用STM32F103的UART内部的空闲中断来实现对串口任意长数据的接收，通过简洁的手段解决了接收端在事前无法得知数据长度的问题。本次教程我们需要一块STM32核心板与一个USB转TTL工具。

一、原理介绍

STM32的异步串口接收寄存器可以存放1个字节，当我们开启接收中断（RXNEIE）时，当串口外设接收到一个字节的数据时数据接收（RXNE）标志位置1，同时触发串口中断，此时我们可以把接收寄存器RDR中的数据转移至我们自定的缓存区中。

此种方式我们只能一个字节一个字节的接收数据，如果我们事先不知道需要接收的数据长度或未规定帧尾内容，我们便无法判断数据是否已经接收完毕。这时我们可以采用总线空闲标志（IDLE），使能空闲中断（IDLEIE）当检测到线路空闲时会触发串口中断，我们便知道一帧数据接收完成，可以送往上层应用中进行处理了。

二、代码编写

这里我们使用串口1，波特率初始化为115200，因为stm32f1的hal库似乎实现不完全，没有总线空闲相关的函数，我们这里自己实现下。如果使用的是stm32f4及以上可以使用函数：

HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

1、IO及UART初始化，并使能空闲中断：

// UART.c

int UARTInit(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    /* IO初始化 */
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
    /* UART1初始化 */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
    
    UARTDev1.UART_Handle.Instance = USART1;
    UARTDev1.UART_Handle.Init.BaudRate = 115200;
    UARTDev1.UART_Handle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    UARTDev1.UART_Handle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    UARTDev1.UART_Handle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    UARTDev1.UART_Handle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    HAL_UART_Init(&UARTDev1.UART_Handle);

    /* UART1中断初始化 */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
    
    
    /* UART1启动接收 */
    HAL_UART_Receive_IT(&UARTDev1.UART_Handle, UARTDev1.RxBuffer, UART_RX_BUFFSIZE);
    
    /** UART1开启空闲中断 **/
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&UARTDev1.UART_Handle, UART_IT_IDLE);
    
    return 0;
}

2、中断处理函数，这里接收完一帧数据后会原样发出去：

// UART.c
void USART1_IRQHandler(void)
{
    UARTDef *huart = &UARTDev1;
    
	HAL_UART_IRQHandler(&huart->UART_Handle);
    /* F1的HAL库中未实现IDLE相关功能，固自行实现 */
    if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart->UART_Handle, UART_FLAG_IDLE))
    {   /* 接收到完整一帧数据 */
        UARTSendData(huart, UARTDev1.RxBuffer, UART_RX_BUFFSIZE - UARTDev1.UART_Handle.RxXferCount);
        
        /* 重新启动接收 */
        HAL_UART_AbortReceive_IT(&UARTDev1.UART_Handle);
        HAL_UART_Receive_IT(&UARTDev1.UART_Handle, UARTDev1.RxBuffer, UART_RX_BUFFSIZE);
        /* 清空闲中断 */
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart->UART_Handle);
    }
}

3、主函数里别忘了添加初始化函数，因为所有处理都在中断中完成了，这里主循环里就放了个led闪烁的代码：

int main()
{
	HAL_Init();
    SystemClockInit();
    GPIOInit();
    UARTInit();
    
	while(1)
	{
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_8);
        HAL_Delay(500);
	}
}