【STM32】HAL库教程-USART串口通信

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本文介绍了一种STM32上常用的串口通信，涵盖物理层、协议层等内容，并通过HAL库封装函数实现串口的数据收发。

使用工具和依赖

  • 芯片：STM32F103ZET6、USB转TTL模块（CH340）
  • 代码初始化软件：STM32CUBEMX
  • IDE：MDK-ARM Keil5
  • 依赖：stm32c0xx hal库

接收空闲中断

在这一节中，我们将重点讲解HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA这个函数的作用与正确用法。

主要解决的问题

传统 HAL_UART_Receive_DMA() 需要你预先知道固定长度，或者等DMA满缓冲区才算“一帧完成”。而实际串口通信经常是变长帧（例如上位机一次发 7 字节、下一次发 23 字节），此时最常用的帧结束判据就是 UART IDLE（空闲线）：接收线上在收到若干字节后，出现“一个字节时间以上无数据”，就认为这一帧结束。

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA() 做的事情就是：

  • 启动 DMA循环/非循环接收（取决于HAL内部配置方式，常见是DMA正常模式 + 每次事件后重启）
  • 同时使能 IDLE中断
  • 当发生以下任一事件时，HAL会触发“接收事件”机制并最终进入回调：
    • IDLE事件：本次收到的字节数为“从启动到空闲出现的字节数”
    • DMA半传输/全传输（取决于你是否使能HT中断、缓冲区大小、是否希望流式处理）

函数原型与关键参数

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HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(
    UART_HandleTypeDef *huart,
    uint8_t *pData,
    uint16_t Size
);

  • pData：DMA写入的缓冲区首地址

  • Size：缓冲区容量（最大能接收多少字节）

  • 该函数返回 HAL_OK 仅表示“成功启动接收流程”，并不表示收到了数据。

代码示例

首先须在CubeMX软件中配置USART的模式(Mode)为异步(Asynchronous)，打开RX和TX两路通道的DMA，设置DMA的模式(Mode)为普通(Normal). 在main.c函数中加入以下代码：

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/* main.c */
#include "main.h"
#include "dma.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

#define RX_BUF_LEN  64
uint8_t rx_buf[RX_BUF_LEN];
uint8_t msg[] = "UART DMA Test \r\n";

void SystemClock_Config(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART2_UART_Init();

  // 配置并启动 UART RX 的 DMA 传输
  HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2, rx_buf, RX_BUF_LEN);

  while (1)
  {
      
  }

}

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
    if (huart->Instance != USART2) return;
    if (Size == 0) return;

    HAL_UART_Transmit_DMA(huart, msg, (uint16_t)(sizeof(msg) - 1));

    HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(huart, rx_buf, RX_BUF_LEN);
}
/* USER CODE END 4 */