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STM32 UART 中断

介绍​

UART（通用异步收发传输器）是一种常见的串行通信协议，广泛应用于嵌入式系统中。STM32 微控制器支持 UART 通信，并且可以通过中断机制来处理数据的接收和发送。使用中断可以避免轮询（polling）带来的资源浪费，使程序更加高效。

本文将详细介绍如何在 STM32 中使用 UART 中断，包括配置、代码实现和实际应用场景。

UART 中断的基本概念​

在 UART 通信中，中断是一种事件驱动的机制。当 UART 接收到数据或发送完成时，会触发中断，CPU 会暂停当前任务，转而执行中断服务程序（ISR）。通过这种方式，程序可以及时处理 UART 数据，而不需要不断地检查 UART 状态。

常见的中断类型​

  1. 接收中断（RXNE）：当 UART 接收到新数据时触发。
  2. 发送完成中断（TC）：当 UART 发送完数据时触发。
  3. 空闲中断（IDLE）：当 UART 接收线路空闲时触发。

配置 UART 中断​

在 STM32 中，配置 UART 中断通常包括以下步骤：

  1. 初始化 UART 外设：设置波特率、数据位、停止位等参数。
  2. 使能 UART 中断：选择需要的中断类型（如接收中断、发送完成中断等）。
  3. 配置 NVIC（嵌套向量中断控制器）：设置中断优先级并启用中断。
  4. 编写中断服务程序（ISR）：处理 UART 中断事件。

代码示例​

以下是一个简单的 UART 中断配置示例，使用 STM32 HAL 库：

#include "stm32f4xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart2;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART2_UART_Init();

    // 使能接收中断
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_RXNE);

    while (1)
    {
        // 主循环
    }
}

void MX_USART2_UART_Init(void)
{
    huart2.Instance = USART2;
    huart2.Init.BaudRate = 115200;
    huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart2);
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if (huart->Instance == USART2)
    {
        // 处理接收到的数据
        uint8_t received_data = huart2.Instance->DR;
        // 例如，将数据发送回串口
        HAL_UART_Transmit(&huart2, &received_data, 1, HAL_MAX_DELAY);
    }
}

void SysTick_Handler(void)
{
    HAL_IncTick();
}
备注

在 HAL_UART_RxCpltCallback 函数中，您可以处理接收到的数据。此函数会在每次接收到新数据时自动调用。

实际应用场景​

1. 串口通信的回显功能​

在上述代码示例中，我们实现了一个简单的回显功能。当 UART 接收到数据时，程序会将数据原样发送回去。这种功能常用于调试和测试串口通信。

2. 数据采集与传输​

在物联网设备中，UART 中断常用于数据采集。例如，传感器通过 UART 发送数据到 STM32，STM32 通过中断接收数据并进行处理，然后将处理后的数据发送到云端或其他设备。

总结​

UART 中断是 STM32 中处理串行通信的高效方式。通过中断机制，程序可以及时响应 UART 事件，而不需要不断地轮询状态寄存器。本文介绍了 UART 中断的基本概念、配置步骤和实际应用场景，并提供了一个简单的代码示例。

附加资源与练习​

提示

如果您对 UART 中断还有疑问，建议阅读 STM32 参考手册中的 UART 章节，或者尝试在开发板上运行代码示例。