這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)碛嘘P(guān)如何用庫操作串口UART，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)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。
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前面幾節(jié)我們講了MCU如何啟動(dòng)，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(gè)模塊，串口(UART)。串口可以說是最古老，而且生命力最強(qiáng)的一種通信接口了。RS485總線更是久經(jīng)考驗(yàn)。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(jī)通信用的最多的應(yīng)該還是通過串口轉(zhuǎn)USB吧。STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesUARTUART_TwoBoards_ComPollingMDK-ARMProject.uvprojx這個(gè)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(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)。
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(fèi)事兒，而不把初始化代碼全放在一個(gè)主程序里完成呢？我們要慢慢體會(huì)這樣做帶來的好處。我們調(diào)用一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)，這個(gè)驅(qū)動(dòng)難免會(huì)跟底層硬件打交道，比如串口驅(qū)動(dòng)，它最終是利用用戶選擇的某一個(gè)串口模塊，和與此模塊連接的收發(fā)引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的。HAL(Hardware Abstract Layer) 把跟具體硬件細(xì)節(jié)相關(guān)的代碼單獨(dú)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(xì)節(jié)交給用戶在這里面配置。HAL庫里面對(duì)應(yīng)每個(gè)硬件模塊有兩個(gè)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(yàn)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(shí)要調(diào)用驅(qū)動(dòng)層的初始化函數(shù) HAL_UART_Init( )，這個(gè)初始化函數(shù)回過頭來調(diào)用了 HAL_UART_MspInit( ) 這個(gè)函數(shù)來完成 UART 時(shí)鐘和收發(fā)引腳時(shí)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(jìn)行 UART 端口的參數(shù)配置。這樣做的一個(gè)好處就是使驅(qū)動(dòng)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。
跟 GPIO 的初始化有所不同，在UART這個(gè)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(dòng)里經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)體及其指針的用法：
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(gè) MY_TypeDef 類型的指針，我們看看把它指向不同的地址時(shí)會(huì)發(fā)生什么？MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x20000018;
需要注意 MY_VAR->Var4 是個(gè)字節(jié)型指針變量，這個(gè)變量本身占用4個(gè)字節(jié)，它的值是 0x20000018, 而* MY_VAR->Var4 的值是 0x02。
MY_VAR = (MY_TypeDef*) 0x2000001C;
與此類似，對(duì)于串口模塊，驅(qū)動(dòng)定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 UART_HandleTypeDef，我們可以用這個(gè)類型定義多個(gè)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(gè)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(yùn)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_InitTypeDef Init;
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(yàn)等寫入此結(jié)構(gòu)體。UART_AdvFeatureInitTypeDef AdvancedInit;
串口擴(kuò)展功能初始化參數(shù)。當(dāng)前未用到擴(kuò)展功能。使用 Handle 的好處是，我們操作某個(gè)模塊時(shí)，把這個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的 Handle 的首地址傳給驅(qū)動(dòng)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, (uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE, 5000);
&UartHandle 為 UART1 對(duì)應(yīng)的 Handle 的首地址。Handle 除了保存自己對(duì)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(dòng)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(huì)到這種方法的優(yōu)點(diǎn)。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(jí)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(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
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