stm32开发之串口空闲中断和环形数组的最简单的组合使用

前言

  1. 本次使用的是lwrb开源的源码；
  2. 测试环境使用的是stm32f407zgt6
  3. 这里不介绍lwrb的内容，如有需要请自行去查阅.
  4. 这里会使用到rt_container_of的宏定义(相关介绍请参考rt_thread或linux源码相关的宏定义,其表达的内容是一致的)
  5. 这里使用的是threadx做为os
  6. 本次驱动存在一个数据拷贝的问题（待优化，最简单的方式就是重写HAL库自定义的中断处理函数）
  7. 本次只涉及到中断的方式，dma的话对应的回调函数都是一致的。

串口驱动编写

头文件

/**** Copyright (c) 2024-2024,KHYX******************************************************************************* @file           : bsp_uart.h* @author         : shchl* @brief          : None* @attention      : None* @crete date     : 24-9-17******************************************************************************* Change Logs:* Date           Author           Notes* 24-9-17       shchl      */#ifndef BSP_UART_H
#define BSP_UART_H
#define UART1_RX_BUF_SIZE 1*1024
#define UART1_FRAME_MAX_SIZE 256
#include <lwrb/lwrb.h>struct stm32_uart_device {UART_HandleTypeDef handle; // 串口句柄struct lwrb rx_lwrb; // 接收环形数组// 主要是给HAL串口接收使用的缓存uint8_t *cache_buf; // 缓存uint16_t cache_len; // 缓存长度void (*tx_complete_cb)(void *); // 发送完成回调
};
/*** @brief  串口初始化* @retval None*/
int bsp_uart_init(void);
/*** @brief  串口接收数据* @param  uart: 串口设备* @param  pdata: 接收数据指针* @param  len: 接收数据长度* @retval None*/
int uart_receive(const USART_TypeDef *uart, void *pdata, int len);
/*** @brief  串口发送数据(阻塞)* @param  uart: 串口设备* @param  pdata: 发送数据指针* @param  len: 发送数据长度* @retval None*/
int uart_send_block(const USART_TypeDef *uart, const void *pdata, int len);/*** @brief  串口发送数据(非阻塞)* @param  uart: 串口设备* @param  pdata: 发送数据指针* @param  len: 发送数据长度* @param  tx_complete_cb: 发送完成回调函数* @retval None*/
int uart_send_async(const USART_TypeDef *uart, const void *pdata, int len, void (*tx_complete_cb)(void *));#endif //BSP_UART_H

源文件 (这里只实现串口1)

/**** Copyright (c) 2024-2024,KHYX******************************************************************************* @file           : bsp_uart.c* @author         : shchl* @brief          : None* @attention      : None* @crete date     : 24-9-17******************************************************************************* Change Logs:* Date           Author           Notes* 24-9-17       shchl      */#include "bsp.h"
#define khyx_container_of(ptr, type, member) \(type *)((char *)(ptr) - offsetof(type, member))
enum {UART1_IDX = 0,UART_MAX_NUMBER
} UART_IDX;static uint8_t uart1_rx_buf[UART1_RX_BUF_SIZE];
static struct stm32_uart_device *uart_map[UART_MAX_NUMBER];int bsp_uart_init(void) {// 串口1初始化{static struct stm32_uart_device uart1 = {0};uart1.handle.Instance = USART1;uart1.handle.Init.BaudRate = 115200;uart1.handle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;uart1.handle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;uart1.handle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;uart1.handle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;uart1.handle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;// 初始化串口HAL_UART_Init(&uart1.handle);// 初始化缓存lwrb_init(&uart1.rx_lwrb, uart1_rx_buf, UART1_RX_BUF_SIZE);// 串口1 数据帧最大长度static uint8_t uart1_cache_buf[UART1_FRAME_MAX_SIZE];uart1.cache_buf = uart1_cache_buf;uart1.cache_len = sizeof(uart1_cache_buf);// 开启串口空闲中断HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&uart1.handle, uart1.cache_buf, uart1.cache_len);// 添加uart_map[UART1_IDX] = &uart1;}return 0;
}struct stm32_uart_device *usart_to_dev(const USART_TypeDef *uart) {if (uart == USART1) {return uart_map[UART1_IDX];}return NULL;
}/*** @brief  串口接收数据* @param  uart: 串口设备* @param  pdata: 接收数据指针* @param  len: 接收数据长度* @retval 接收数据长度,0 表示没有数据*/
int uart_receive(const USART_TypeDef *uart, void *pdata, int len) {struct stm32_uart_device *dev = usart_to_dev(uart);return dev ? lwrb_read(&dev->rx_lwrb, pdata, len) : 0;
}/*** @brief  串口发送数据* @param  uart: 串口设备* @param  pdata: 发送数据指针* @param  len: 发送数据长度* @retval HAL_OK 表示发送成功*/
int uart_send_block(const USART_TypeDef *uart, const void *pdata, const int len) {struct stm32_uart_device *dev = usart_to_dev(uart);return dev ? HAL_UART_Transmit(&dev->handle, pdata, len, 100) : HAL_OK;
}int uart_send_async(const USART_TypeDef *uart, const void *pdata, const int len, void (*tx_complete_cb)(void *)) {struct stm32_uart_device *dev = usart_to_dev(uart);if (dev == NULL) return HAL_ERROR;dev->tx_complete_cb = tx_complete_cb;return HAL_UART_Transmit_IT(&dev->handle, pdata, len);
}// 串口1中断处理函数
void USART1_IRQHandler(void) {HAL_UART_IRQHandler(&uart_map[UART1_IDX]->handle);
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {struct stm32_uart_device *uart = khyx_container_of(huart, struct stm32_uart_device, handle);// 串口1接收完成// 将缓存中的数据写入接收缓存lwrb_write(&uart->rx_lwrb, uart->cache_buf, uart->cache_len);// 重新开启接收中断HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&uart->handle, uart->cache_buf, uart->cache_len);
}// 串口1 传输完成
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {struct stm32_uart_device *uart = khyx_container_of(huart, struct stm32_uart_device, handle);// 执行回调(如果有)if (uart->tx_complete_cb) uart->tx_complete_cb(uart);
}void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size) {// 串口接收到数据struct stm32_uart_device *uart = khyx_container_of(huart, struct stm32_uart_device, handle);// 将缓存中的数据写入接收缓存(todo 这里可以进行优化,优化的方式根据共享数据的方式,只更新索引位置)lwrb_write(&uart->rx_lwrb, uart->cache_buf, Size);// 重新开启接收中断HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&uart->handle, uart->cache_buf, uart->cache_len);
}// 串口接收错误
void HAL_UART_ErrorCallback(const UART_HandleTypeDef *huart) {// 串口1接收错误struct stm32_uart_device *uart = khyx_container_of(huart, struct stm32_uart_device, handle);// 重新开启接收中断HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&uart->handle, uart->cache_buf, uart->cache_len);
}

引脚初始化

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};if (huart->Instance == USART1) {__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 设置串口为中断模式HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);}
}void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef *huart) {if (huart->Instance == USART1) {__HAL_RCC_USART1_CLK_DISABLE();HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10);HAL_NVIC_DisableIRQ(USART1_IRQn);}
}#endif

驱动的使用（发送什么回什么）

初始化

khyx_int bsp_init(void) {// 配置系统时钟SystemClock_Config();bsp_uart_init();return KHYX_SUCCESS;
}

测试任务

/**** Copyright (c) 2024-2024,KHYX******************************************************************************* @file           : task_serial_monitor.c* @author         : shchl* @brief          : None* @attention      : None* @crete date     : 24-9-15******************************************************************************* Change Logs:* Date           Author           Notes* 24-9-15       shchl      */#include "app_task.h"
#define SERIAL_MONITOR_THREAD_STACK_SIZE 1024
#define SERIAL_MONITOR_THREAD_PRIORITY   2
#define SERIAL_MONITOR_THREAD_SLICE      1static TX_THREAD serial_monitor_thread;static void serial_monitor_thread_entry(ULONG entry_input) {static uint8_t rx_buf[128];while (1) {const int len = uart_receive(USART1, rx_buf,128);if (len) {uart_send_block( USART1, rx_buf, len);}tx_thread_sleep(10);}
}
/*** @brief  串口监视器线程初始化* @param* @retval None*/
khyx_int tx_serial_monitor_thread_init(void) {// 创建串口监视器线程tx_thread_create(&serial_monitor_thread, "serial_monitor_thread",serial_monitor_thread_entry, 0,tx_malloc(SERIAL_MONITOR_THREAD_STACK_SIZE), SERIAL_MONITOR_THREAD_STACK_SIZE,SERIAL_MONITOR_THREAD_PRIORITY, SERIAL_MONITOR_THREAD_PRIORITY,TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_ACTIVATE);return KHYX_SUCCESS;
}KHYX_APP_INIT_EXPORT(tx_serial_monitor_thread_init);

结果

在这里插入图片描述

注意,如果出现丢包，说明是数据出现覆盖的情况，需要调整一些lwrb的数据指针的大小

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