HAL庫中UART的三種收發方式

（一）阻塞收發

• 特點：簡單粗暴，占滿單片機資源進行收發
• 簡介：
  • 發送：發送指定長度的資料，如果超時沒發送完成，則不再發送，回傳超時標志
  • 接收：接收指定長度的資料，如果超時沒接收完成，則不再接收資料到指定緩沖區，回傳超時標志（HAL_TIMEOUT)
• 發送函式：HAL_UART_Transmit()
• 接收函式：HAL_UART_Receive()
• CubeMX配置 ：
  

（二）中斷收發

• 特點：利用中斷收發，不會占滿資源
• 簡介：
  • 發送：把發送緩沖區指標指向要發送的資料，設定發送長度，發送計數器初值，然后使能串口發送中斷，觸發串口中斷，
    再然后，串口中斷函式處理，直到資料發送完成，而后關閉中斷，不再發送資料，串口發送完成回呼函式，
  • 接收：把接識訓沖區指標指向要存放接收資料的陣列，設定接收長度，接收計數器初值，然后使能串口接收中斷，接收到資料時，會觸發串口中斷，
    再然后，串口中斷函式處理，直到接收到指定長度資料，而后關閉中斷，不再觸發接收中斷，呼叫串口接收完成回呼函式，
• 發送函式： HAL_UART_Transmit_IT()
• 接收函式： HAL_UART_Receive_IT()
• CubeMX配置：
  

（三）DMA收發

• 特點：不占CPU資源

• 簡介：

  • 串口DMA發送，以DMA方式發送指定長度的資料，
    程序是，把發送緩沖區指標指向要發送的資料，設定發送長度，發送計數器初值，設定 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，使能 DMA控制器中斷，使能 DMA控制器傳輸 使能UART的DMA傳輸請求，
    然后，UART便會發送資料，直到發送完成，觸發DMA中斷，
    DMA中斷處理，如果DMA模式是回圈模式，則直接呼叫 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，
    如果 DMA模式是正常模式，則先關閉DMA傳輸完成中斷，不再觸發DMA中斷，再 呼叫 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，
    DMA傳輸完成中斷的回呼函式處理程序，如果 DMA模式是回圈模式，則 直接呼叫串口發送完成回呼函式，
    如果 DMA模式是正常模式，則先關閉 UART的DMA傳輸請求， 再使能串口傳輸完成中斷，直到傳輸完成，觸發中斷，
    串口傳輸完成中斷處理，關閉中斷，呼叫串口發送完成回呼函式，
  • 串口DMA接收，以DMA方式接收指定長度的資料，
    程序是，把 接識訓沖區指標 指向 要存放接收資料的陣列，設定接收長度，接收計數器初值，設定 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，使能DMA控制器中斷，使能DMA控制器傳輸，使能UART的DMA傳輸請求，
    然后，UART接收到資料，便會通過DMA把資料存到接識訓沖區，直到接收到指定長度資料，觸發DMA中斷，
    DMA中斷處理，如果 DMA模式 是 回圈模式，則 直接 呼叫 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，
    如果 DMA模式是正常模式，則先關閉DMA傳輸完成中斷，不再觸發DMA中斷，再 呼叫 DMA傳輸完成中斷的回呼函式，
    DMA傳輸完成中斷的回呼函式處理程序，如果 DMA模式是回圈模式，則直接呼叫串口接收完成回呼函式，
    如果 DMA模式 是 正常模式，則先關閉 UART的DMA傳輸請求， 再呼叫串口接收完成回呼函式，

• 發送函式：HAL_UART_Transmit_DMA()

• 接收函式：HAL_UART_Receive_DMA()

• CubeMX配置
  

使用示例

以HAL_UART_Transmit_IT為例
考慮到初始化代碼可以用CubeMX生成，為方便理解，省略了初始化代碼

int main(void)
{
	/*初始化（已省略）*/
	 uint8_t uartbuff[20] = "test uart";
	 while (1)
	 {
	 	HAL_UART_Transmit(&huart1,uartbuff,20,10);
	 }
}

在串口中使用printf()和scanf()

• 包含頭檔案 #include "stdio.h"
• 重定義 fputc 以使用 printf()

int fputc(int c,FILE * f)
{
 HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&c,1,20);// 此處以阻塞發送為例，也可以使用其他兩種方式
 return c;
}

• 重定義fgetc以使用scanf()

int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);// 此處以阻塞接收為例，也可以使用其他兩種方式
  return ch;
}

完成重定義后，就可以在代碼中使用printf()和scanf()了，使用方法同尋常c語言編程相同，輸入和輸出通過串口實作，可以使用串口除錯助手進行查看和操作，

回頭看整個流程

分析一下main.c檔案，從頭往下看，為方便閱讀，刪去了CubeMX生成的注釋

#include "main.h"
#include "dma.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "stdio.h"

void SystemClock_Config(void);

/*此處重定義fputc和fgetc*/
int fputc(int c,FILE * f)
{
 HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&c,1,20);
 return c;
}
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

int main(void)
{
/****************這部分代碼可以使用CubeMX生成******************************/
  /* 復位所有外設，初始化Flash介面和Systick */
  HAL_Init();
  /* 配置系統時鐘 */
  SystemClock_Config();
  /* 初始化所有已配置的外設，可以看到這里使用的是MX_XX_Init(),也就是呼叫使用CubeMX配置生成的初始化設定 */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
/****************這部分代碼可以使用CubeMX生成******************************/
  /* 進入while回圈，執行用戶邏輯 */
  while (1)
  {
    printf("test uart\n");
  }

}

回呼函式

UART的中斷收發和DMA收發提供了回呼函式，當達到相應的條件后，會觸發回呼函式，用戶可以在回呼函式中撰寫自己需要實作的功能
例如：當使用HAL_UART_Transmit_IT()完成發送后，會觸發HAL_UART_TxCpltCallback
回呼函式，用戶可以在HAL_UART_TxCpltCallback中撰寫代碼實作自己需要的功能，
值得注意的是，回呼函式是使用弱定義關鍵字weak實作的，用戶需要重定義實作回呼函式，

__weak void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);
  /* NOTE: This function should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
   */
}

常見回呼函式：
HAL_UART_TxCpltCallback
HAL_UART_RxCpltCallback
HAL_UART_TxHalfCpltCallback
HAL_UART_RxHalfCpltCallback
HAL_UART_ErrorCallback

更多高級操作請查閱HAL庫官方檔案
或閱讀stm32f1xx_hal_uart.c中的相關介紹