摘要：HAL库(Hardware Abstraction Layer)是目前意法半导体公司主推的单片机开发方式，可以大大节省开发时间，实践来看，还是比较好用的。本文通过一个简单的UART收发程序，演示了HAL库在UART通信中的使用。程序功能：通过中断接收串口数据，在1750us时间内没有收到新的字节的话，将收到的数据原封不动地发送出去，以测试串口的完整收发流程。对使用到的函数进行了说明，阐述了各个函数的调用顺序和调用关系，在目标板上对代码进行了测试，结果表明，可以实现预期功能。
关键词：HAL库;STM32F103C8T6;STM32CubeMX;UART;收发程序设计
1.程序规划
程序基于STM32CubeMX生成基础代码，硬件为：STM32F103C8T6，实现UART1的串口通信。
演示程序的功能：通过中断接收串口数据，在1750us时间内没有收到新的字节的话，将收到的数据原封不动地发送出去，以测试串口的完整收发流程。
之所以选择1750us的时间，是借鉴FreeModbus协议栈，Modbus RTU是以时间间隔作为一帧数据结束的标志，接收的两个字符之间的间隔超过3.5个字符周期，就认为一帧数据结束。在FreeModbus协议栈中，当波特率超过19200bps时，这个时间间隔固定为1750us。
2.函数说明
(1)HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
这是一个配置函数，配置串口号、接收缓存区的指针和每次接收的数量，并使能接收中断。
图1
图1是此测试程序的该函数的调用，每次接收一个字节，存在ucUartTempBuf中。
(2)HAL_StatusTypeDef UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
此函数在串口的中断服务程序中调用，作用是将接收到的字节放到接收缓存区，判断整个数据是否已接收完整(是否已达到配置的数量)，接收完整的话调用HAL_UART_RxCpltCallback()，并禁止接收中断。
(3)HAL_UART_RxCpltCallback()
此函数是一个回调函数，需要用户编写，在此函数中，可以将收到的数据进行转移，如果需要继续接收的话，还要再次调用HAL_UART_Receive_IT()，由于这个回调函数有可能会被多个串口中断服务程序调用，因此在函数中需要区分串口。
此篇文章的测试程序中，在此函数中启动定时器，用于1750us的定时。代码如图2所示。
图2
(4)HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()
此函数是一个回调函数，当定时器产生溢出中断时调用，需要用户编写，此测试程序中，定时1750us的时间到，说明一个完整数据帧已接收完成，调用HAL_UART_Transmit_IT()函数，将收到的数据，原封不动地发送回去。代码如图3所示。
图3
(5)HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
此函数也是一个配置函数，将发送数据指针和数量赋给相应的寄存器，然后使能发送缓存区为空中断，以便通过中断的方式将数据逐个字节的发送出去。
(6)HAL_StatusTypeDef UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
此函数在uart的中断服务程序中调用，将数据发到uart硬件缓存区，并监视已发送数量，发送数量达到目标值后，禁止发送缓存区为空中断。
3. 函数调用顺序
函数调用顺序如图4所示。此图只是大体上展示了各个函数的调用顺序和调用关系，并不完全准确，由于中断的存在，有的进程是并行进行的。
图4
4. 测试结果
准备两帧数据：01 03 00 00 00 0A C5 CD；
01 10 00 00 00 05 0A 00 01 00 02 00 03 00 04 00 05 EA 6A；
各发送两帧，查看目标板的回复数据，如图5所示。自此，uart的收发流程就演示完毕，这也类似于Modbus串口通信的一个基本框架。
图5
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