STM32F0單片機快速入門六 用庫操作串口(UART)原來如此簡單

第第頁STM32F0單片機快速入門六用庫操作串口(UART)原來如此簡單1.從GPIO到UART前面幾節(jié)我們講了MCU如何啟動，如何用翻轉(zhuǎn)IO引腳，以及用按鍵去觸發(fā)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(jīng)考驗。雖然串口早已經(jīng)從大多數(shù)PC的標(biāo)配中去掉了，但是嵌入式系統(tǒng)跟上位PC機通信用的最多的應(yīng)該還是通過串口轉(zhuǎn)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9600，8N1，我們把代碼編譯下載后，可以通過UARTtoUSB轉(zhuǎn)換器連接到PC的USB口，在PC端用串口觀察MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)。2.UART的初始化我們看一下代碼，串口參數(shù)的設(shè)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(diào)用一個驅(qū)動時，這個驅(qū)動難免會跟底層硬件打交道，比如串口驅(qū)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(fā)引腳進行數(shù)據(jù)收發(fā)的。HAL(HardwareAbstractLayer)把跟具體硬件細(xì)節(jié)相關(guān)的代碼單獨剝離了出來，并在Cube庫中引入了MSP(MCUSupportPackage)的概念,具體的硬件細(xì)節(jié)交給用戶在這里面配置。HAL庫里面對應(yīng)每個硬件模塊有兩個函數(shù)例如：HAL_UART_Init()功能上的描述：設(shè)置收發(fā)模式、奇偶校驗位、停止位數(shù)等等(與芯片無關(guān))。HAL_UART_MspInit()硬件的描述:IO初始化，不同芯片，不同引腳設(shè)置不同。

回到程序，我們要使用串口時要調(diào)用驅(qū)動層的初始化函數(shù)HAL_UART_Init()，這個初始化函數(shù)回過頭來調(diào)用了HAL_UART_MspInit()這個函數(shù)來完成UART時鐘和收發(fā)引腳時鐘的使能，以及收發(fā)引腳的配置。之后初始化函數(shù)繼續(xù)進行UART端口的參數(shù)配置。這樣做的一個好處就是使驅(qū)動層的初始化函數(shù)與硬件無關(guān)。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。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(qū)動里經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)體及其指針的用法：

typedefstruct__MY_TypeDef{uint8_tVar1;uint8_tVar2;uint16_tVar3;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(fā)生什么？MY_VAR=(MY_TypeDef*)0x20000018;

需要注意MY_VAR->Var4是個字節(jié)型指針變量，這個變量本身占用4個字節(jié)，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;

與此類似，對于串口模塊，驅(qū)動定義了一個結(jié)構(gòu)體類型UART_HandleTypeDef，我們可以用這個類型定義多個結(jié)構(gòu)體，并通過把串口模塊寄存器區(qū)的起始地址付給一個結(jié)構(gòu)體,使該結(jié)構(gòu)體和串口之間建立起聯(lián)系：我們運行的當(dāng)前程序操作串口的方式為查詢(polling)方式，結(jié)構(gòu)體中和DMA，中斷方式相關(guān)的內(nèi)容可以先忽略，只需要關(guān)注結(jié)構(gòu)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(qū)起始地址。以把此Handle和該串口建立起聯(lián)系。UART_InitTypeDefInit;在調(diào)用初始化函數(shù)前，需要把初始化參數(shù)如波特率，是否奇偶校驗等寫入此結(jié)構(gòu)體。UART_AdvFeatureInitTypeDefAdvancedInit;串口擴展功能初始化參數(shù)。當(dāng)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(yīng)的Handle的首地址傳給驅(qū)動函數(shù)就行了。此函數(shù)通過Handle就可以找到所有需要的東西。如：HAL_UART_Transmit(&UartHandle為UART1對應(yīng)的Handle的首地址。Handle除了保存自己對應(yīng)模塊的參數(shù)信息，還保存緩沖數(shù)據(jù)，以及當(dāng)前工作狀態(tài)。它可以保證各模塊之間互不干擾，在代碼執(zhí)行過程中被打斷，恢復(fù)后又可以正確繼續(xù)執(zhí)行。這樣也便于把驅(qū)動集成到操作系統(tǒng)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(yōu)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(nèi)，有一些共享的或系統(tǒng)級的硬件模塊不使用Handle的方式來處理：GPIOSYSTICKNVICPWRRCCFLASH.

參考資料：PM0215STM32F0xxxCortex-M0programm