STM32F0單片機(jī)快速入門七串口(UART)操作從輪詢到中斷

時間：2021-09-18 14:54:56

關(guān)鍵字：單片機(jī) 串口 UART

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[導(dǎo)讀]推薦一位公眾號號主朋友，主要分享關(guān)于嵌入式、單片機(jī)、Linux、軟硬件等相關(guān)內(nèi)容，很多文章通過結(jié)合生活中實(shí)際的例子來展開，案例比較形象生動。1.從輪詢到中斷很多同學(xué)都不喜歡用中斷，而偏愛用輪詢的操作方式。這是不是和我們的天性有關(guān)呢？每個人都喜歡一切盡在掌握中，肯定都不喜歡被打斷。...

推薦一位公眾號號主朋友，主要分享關(guān)于嵌入式、單片機(jī)、Linux、軟硬件等相關(guān)內(nèi)容，很多文章通過結(jié)合生活中實(shí)際的例子來展開，案例比較形象生動。

單片機(jī)，STM32，ARM，RTOS，Linux，軟硬件，半導(dǎo)體，電子技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。" data-from="0">1.從輪詢到中斷

很多同學(xué)都不喜歡用中斷，而偏愛用輪詢的操作方式。

這是不是和我們的天性有關(guān)呢？每個人都喜歡一切盡在掌握中，肯定都不喜歡被打斷。我們常常都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：正在跟別人說一件事，然后突然有個電話打進(jìn)來，Call打完后突然記不起來剛才講到哪了！這種糟糕的體驗(yàn)對我們影響是如此深刻，以至于我們認(rèn)定機(jī)器可能也是這樣吧，頻繁的中斷會不會把事情搞亂呢？好在機(jī)器雖然大部分時間都比人笨一些，但在處理這種問題上卻能做到一絲不茍。機(jī)器在中斷來的時候總會老老實(shí)實(shí)地先把當(dāng)前正在做的記錄下來，然后轉(zhuǎn)去處理中斷事件，中斷處理完后分毫不差地恢復(fù)原來的工作。

仔細(xì)想一想，我們是不是也可以在接電話前先用個小本兒記錄一下正在講的事情呢？我們?yōu)槭裁礇]有這么做呢？一個原因可能手頭正好沒有筆，再一個我們可能過于自信比機(jī)器聰明了吧，當(dāng)然最有可能的就是我們大多數(shù)時候都講的都是很無聊的話題，哈哈。

我們用 Keil 打開下面這個工程：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\UART\UART_TwoBoards_ComIT\MDK-ARM\Project.uvprojx

這時候我們會發(fā)現(xiàn)，如果不仔細(xì)看，幾乎看不出和用輪詢操作的代碼有什么區(qū)別。特別是初始化部分，就是一模一樣的。說好的中斷方式呢？

好，我們往下面找一下終于會發(fā)現(xiàn)點(diǎn)兒不同：

在這里我們發(fā)現(xiàn)串口發(fā)送調(diào)用了一個不同的函數(shù)。秘密就在這個函數(shù)里：

HAL_UART_Transmit_IT 這個函數(shù)有三個參數(shù)：

UART_HandleTypeDef *huart, 讓函數(shù)知道處理的是哪個串口

uint8_t *pData, 需要發(fā)送的數(shù)據(jù)首地址

uint16_t Size?? 發(fā)送數(shù)據(jù)的大小(長度)

這個函數(shù)的三個步驟：

Step1: 把待發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的首地址，長度賦給串口的 Handle。

Step2: 根據(jù)參數(shù)(8B還是9B)，掛載不同的處理函數(shù)。

Step3: 開中斷(串口發(fā)送寄存器空將產(chǎn)生中斷)。

HAL_UART_Transmit_IT 函數(shù)執(zhí)行完這些任務(wù)就退出了，主程序可以繼續(xù)執(zhí)行其它的操作。這是和輪詢完全不同的。我們回頭看一下輪詢方式的 HAL_UART_Transmit 就會發(fā)現(xiàn)這個函數(shù)一直要等到所有數(shù)據(jù)都發(fā)送完才退出，在此期間MCU被100%占用，沒有辦法做其它的事情。輪詢方式發(fā)送函數(shù)里有個參數(shù) 5000，這是一個發(fā)送超時參數(shù)，不管有沒有發(fā)送完，5秒以后強(qiáng)制退出此函數(shù)，防止由于硬件或其它原因卡死在這個函數(shù)里。

2.再談Handle

對于 Handle 這個詞，我們沒有用"句柄"這種翻譯，因?yàn)?句柄"這個詞本身也是生造出來的，這個詞本身就不太好理解，容易把人引入歧途。所以我們認(rèn)為 Handle 這個詞不翻譯為好。Handle 是一個重要的概念，所以我們需要反復(fù)體會用它來管理硬件模塊的好處。

我們可以把它想象成一個負(fù)責(zé)裝卸貨船的辦事處，類型聲明(如 UART_HandleTypeDef ) 是一個創(chuàng)建辦事處的模板。如果有五個碼頭，那就創(chuàng)建五個辦事處，這些辦事處是相似的，但每個辦事處又不同，它們建在不同的碼頭，有不同的人員，可以調(diào)用不同的車隊(duì)。這個辦事處可以等待中央機(jī)構(gòu)(MCU)的命令，也可以用更好的辦法。

中斷的方式就像我們給這個辦事處建立一個自動處理流程，碼頭來了一個空貨船，則自動觸發(fā)辦事處中的一些辦事員調(diào)動車隊(duì)把貨物運(yùn)到船上。而輪詢方式就像所有的事情都要等待中央指揮中心(MCU)下達(dá)命令，即使辦事處一堆人員正無所事事。

下面的 Handle 就好比是一個這樣的辦事處，初始化的過程就是告知它建在 USART1，以及波特率，有無奇偶校驗(yàn)，停止位等信息。

HAL_UART_Transmit_IT 函數(shù)告知此辦事處有一堆 8BIT 貨物在倉庫 aTxBuffer 存放，并通過把 TxISR 指向適合的車隊(duì)( 函數(shù) UART_TxISR_8BIT )，建立了一個自動處理流程。

3.中斷產(chǎn)生，執(zhí)行的流程

我們從下圖中可以看到從中斷產(chǎn)生到執(zhí)行的過程，一個是發(fā)送寄存器空產(chǎn)生中斷時，一個是發(fā)送完成產(chǎn)生中斷時。

參考資料：

PM0215? STM32F0xxx Cortex-M0 programming manual

UM1785 Description of STM32F0 HAL and low-layer drivers

STM32F030 Datasheet

STM32F030 Reference Manual

end

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