STM32Cube HAL庫中斷處理機制，回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)原理

作者 | strongerHuang

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STM32Cube HAL出來六七年了，還是有很多初學(xué)者沒有適應(yīng)，今天就分享一個讀者問到的關(guān)于中斷處理的問題。

很多人都知道STM32CubeMX這套工具的一個目的：減少開發(fā)者對STM32底層驅(qū)動的開發(fā)時間，把重心放在應(yīng)用代碼上。

但是，STM32CubeMX只是生成了底層驅(qū)動的初始化代碼。所以，我們還需要掌握：應(yīng)用層代碼如何調(diào)用HAL庫函數(shù)（API接口），以及HAL庫中斷處理機制等相關(guān)知識。

HAL庫牽涉的內(nèi)容較多，下面簡單描述一下HAL庫中斷處理，以及相關(guān)的回調(diào)函數(shù)。

1HAL庫中斷處理機制

之前使用標準外設(shè)庫開發(fā)時，中斷程序（函數(shù)）由我們自己實現(xiàn)。

而HAL庫的中斷處理函數(shù)是按照HAL處理機制來實現(xiàn)，如USART1，統(tǒng)一由HAL_UART_IRQHandler來進行處理，如下圖：

其它大部分外設(shè)（TIM、SPI、CAN...）中斷都類似，HAL進行統(tǒng)一處理。

也就是說，HAL已經(jīng)幫我們把中斷處理函數(shù)寫好了，我們只需要調(diào)用相應(yīng)函數(shù)來編寫應(yīng)用程序就行了。
HAL_xxx_IRQHandler里面做了哪些處理？ 我們以STM32F1的HAL_UART_IRQHandler為例：

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart){ uint32_t isrflags = READ_REG(huart->Instance->SR); uint32_t cr1its = READ_REG(huart->Instance->CR1); uint32_t cr3its = READ_REG(huart->Instance->CR3); uint32_t errorflags = 0x00U; uint32_t dmarequest = 0x00U;  /* If no error occurs */ errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_ORE | USART_SR_NE)); if(errorflags == RESET) { /* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/ if(((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET)) { UART_Receive_IT(huart); return; } }  /* If some errors occur */ if((errorflags != RESET) && (((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET) || ((cr1its & (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE)) != RESET))) { /* · ·刪減了部分代碼 · */ } /* End if some error occurs */  /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/ if(((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET)) { UART_Transmit_IT(huart); return; } /* UART in mode Transmitter end --------------------------------------------*/ if(((isrflags & USART_SR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET)) { UART_EndTransmit_IT(huart); return; }}

其實，大家認真看一下代碼應(yīng)該能明白，這些和我們編寫的中斷處理函數(shù)是不是有類似之處？
這是無非就是接收中斷、發(fā)送中斷、錯誤中斷等一系列處理。只是這里又進行了再次封裝，比如接收中斷UART_Receive_IT。
當然，這個UART_Receive_IT接收中斷實現(xiàn)方式又可能存在不同。像F0、F1...就是直接調(diào)用這個接收中斷函數(shù)來進一步處理。
像L0、G0...是通過執(zhí)行指針函數(shù)RxISR來進一步處理。G0的接收中斷處理為：huart->RxISR(huart);

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart){ //刪除了前面代碼 /* If no error occurs */ errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_ISR_PE | USART_ISR_FE | USART_ISR_ORE | USART_ISR_NE)); if (errorflags == 0U) { /* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/ if (((isrflags & USART_ISR_RXNE_RXFNE) != 0U) && (((cr1its & USART_CR1_RXNEIE_RXFNEIE) != 0U) || ((cr3its & USART_CR3_RXFTIE) != 0U))) { if (huart->RxISR != NULL) { huart->RxISR(huart); } return; } } //刪除了后面代碼}

看了上面USART中斷處理的函數(shù)，大家有沒有得到什么啟發(fā)？

其實，HAL庫里面處理機制基本一致，只是實現(xiàn)方式上有所不同。

如果你摸清楚了HAL庫基本原理，相信閱讀HAL庫源碼，或者使用HAL庫編寫應(yīng)用代碼不是問題。

2回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)原理

在HAL庫中存在大量類似HAL_XXX_XXXCallback這樣的函數(shù)，這些都是回調(diào)函數(shù)。

回調(diào)函數(shù)就是一個通過函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果你把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個函數(shù)，當這個指針被用來調(diào)用其所指向的函數(shù)時，我們就說這是回調(diào)函數(shù)。

回調(diào)函數(shù)不是由該函數(shù)的實現(xiàn)方直接調(diào)用，而是在特定的事件或條件發(fā)生時由另外的一方調(diào)用的，用于對該事件或條件進行響應(yīng)。

---來自百度百科

HAL庫中斷處理使用了較多的回調(diào)函數(shù)，還是拿UART接收中斷來舉例說明。

初始化配置好UART中斷接收，如果有中斷請求，就會執(zhí)行回調(diào)函數(shù)HAL_UART_RxCpltCallback。

看上面回調(diào)函數(shù)的定義，通過特定條件調(diào)用『回調(diào)函數(shù)』，這里觸發(fā)的條件就是中斷。

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擴展說明

這里也簡單說幾點：

1.初學(xué)者想直接使用HAL不是不行，需要有一定C語言功底

針對大部分初學(xué)者來說，是不建議直接上手HAL。但是，有部分C功底較好的，還是建議直接上手。

2.學(xué)HAL，建議參看官網(wǎng)例程

很多人不知道如何找資源，我不止一次強調(diào)，官方的才是最好。在HAL庫中Projects目錄下就有很多例程Examples。

3.我們追求效率，可以HAL庫源碼

如果你想修改HAL庫源碼，允許修改少部分。如果要大量修改，還是別折騰了。

4.實際項目需做一定修改

STM32CubeMX僅僅是生成初始化代碼和工程，你實際項目中一般都有自己的軟件架構(gòu)。

特別是項目越大，軟件架構(gòu)就需要更加規(guī)范。

比如：生成的gpio.c文件名，你需要修改成bsp_gpio.c.

再比如：函數(shù)MX_USART2_UART_Init改成MX_DEBUG_UART_Init.

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