如何用庫操作串口UART

發布時間：2022-01-06 20:40:02 來源：億速云閱讀：168 作者：柒染欄目：互聯網科技

這期內容當中小編將會給大家帶來有關如何用庫操作串口UART，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

1.從 GPIO 到 UART

前面幾節我們講了MCU如何啟動，如何用翻轉IO引腳，以及用按鍵去觸發中斷。接下來我們介紹的也是最常用的一個模塊，串口(UART)。

串口可以說是最古老，而且生命力最強的一種通信接口了。RS485總線更是久經考驗。雖然串口早已經從大多數PC的標配中去掉了，但是嵌入式系統跟上位PC機通信用的最多的應該還是通過串口轉USB吧。

我們用 Keil 打開下面這個工程：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesUARTUART_TwoBoards_ComPollingMDK-ARMProject.uvprojx

這個代碼配置串口為 9600，8 N 1，我們把代碼編譯下載后，可以通過 UART to USB 轉換器連接到 PC 的 USB 口，在PC端用串口觀察MCU發送的數據。

如何用庫操作串口UART

2.UART 的初始化

我們看一下代碼，串口參數的設置是在主程序里完成的，還有一部分是在stm32f0xx_hal_msp.c 里完成的。為什么要這么費事兒，而不把初始化代碼全放在一個主程序里完成呢？

我們要慢慢體會這樣做帶來的好處。我們調用一個驅動時，這個驅動難免會跟底層硬件打交道，比如串口驅動，它最終是利用用戶選擇的某一個串口模塊，和與此模塊連接的收發引腳進行數據收發的。

HAL(Hardware Abstract Layer) 把跟具體硬件細節相關的代碼單獨剝離了出來，并在Cube庫中引入了 MSP(MCU Support Package) 的概念, 具體的硬件細節交給用戶在這里面配置。

HAL庫里面對應每個硬件模塊有兩個函數例如：

HAL_UART_Init( ) 功能上的描述：設置收發模式、奇偶校驗位、停止位數等等(與芯片無關)。

HAL_UART_MspInit( ) 硬件的描述: IO初始化，不同芯片，不同引腳設置不同。

如何用庫操作串口UART

回到程序，我們要使用串口時要調用驅動層的初始化函數 HAL_UART_Init( )，這個初始化函數回過頭來調用了 HAL_UART_MspInit( ) 這個函數來完成 UART 時鐘和收發引腳時鐘的使能，以及收發引腳的配置。之后初始化函數繼續進行 UART 端口的參數配置。

這樣做的一個好處就是使驅動層的初始化函數與硬件無關。一般我們做好一塊板子后，所用的串口和引腳也就固定下來了，在 HAL_UART_MspInit( ) 里配置一次就好了，之后不需要頻繁的改變這些代碼。

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3.熟悉 Handle

跟 GPIO 的初始化有所不同，在UART這個模塊引入了 Handle 這一概念。在看 Handle 之前我們先熟悉一下在驅動里經常用到的結構體及其指針的用法：

如何用庫操作串口UART

typedef struct __MY_TypeDef

{

uint8_t Var1;

uint8_t Var2;

uint16_t Var3;

uint8_t* Var4;

}MY_TypeDef;

MY_TypeDef* MY_VAR;

MY_VAR 是一個 MY_TypeDef 類型的指針，我們看看把它指向不同的地址時會發生什么？

MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x20000018;

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需要注意 MY_VAR->Var4 是個字節型指針變量，這個變量本身占用4個字節，它的值是 0x20000018, 而

* MY_VAR->Var4 的值是 0x02。

把 MY_VAR 指向另一個地址：

MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x2000001C;

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與此類似，對于串口模塊，驅動定義了一個結構體類型 UART_HandleTypeDef，我們可以用這個類型定義多個結構體，并通過把串口模塊寄存器區的起始地址付給一個結構體,使該結構體和串口之間建立起聯系：

如何用庫操作串口UART

我們運行的當前程序操作串口的方式為查詢(polling)方式，結構體中和DMA，中斷方式相關的內容可以先忽略，只需要關注結構體中下面這些成員即可：

USART_TypeDef *Instance;

USART_TypeDef 類型的指針，需要指向欲操作的串口寄存器區起始地址。以把此 Handle 和該串口建立起聯系。

UART_InitTypeDef Init;

在調用初始化函數前，需要把初始化參數如波特率，是否奇偶校驗等寫入此結構體。

UART_AdvFeatureInitTypeDef AdvancedInit;

串口擴展功能初始化參數。當前未用到擴展功能。

使用 Handle 的好處是，我們操作某個模塊時，把這個模塊對應的 Handle 的首地址傳給驅動函數就行了。此函數通過 Handle 就可以找到所有需要的東西。如：

HAL_UART_Transmit(&UartHandle, (uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE, 5000);

&UartHandle 為 UART1 對應的 Handle 的首地址。

Handle 除了保存自己對應模塊的參數信息，還保存緩沖數據，以及當前工作狀態。它可以保證各模塊之間互不干擾，在代碼執行過程中被打斷，恢復后又可以正確繼續執行。這樣也便于把驅動集成到操作系統中。在以后的中斷方式和 DMA 操作模式中，我們可以更深刻的體會到這種方法的優點。在理解了串口模塊的工作方式后，理解其它模塊就非常容易了。

需要提到的是，在M0芯片內，有一些共享的或系統級的硬件模塊不使用 Handle 的方式來處理：

GPIO

SYSTICK

NVIC

PWR

RCC

FLASH.

上述就是小編為大家分享的如何用庫操作串口UART了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。

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