stm32-HAL使用usart发送中断判断发送标志库问题

前言：

stm32是嵌入式MCU开发中最多应用的芯片，很早之前我们开发ST芯一般都是标准库开发，标准库简洁好读，现在要配合CubeMX生成代码，所以官方主推HAL库和LL库，但是HAL代码冗杂很绕，因为出来也不久，有些代码使用之后不是那么好用。

这次我就来分享两个实际使用过程中遇到的两个问题，一个是使用uart的发送中断进行数据发送产生的数组访问越界的问题。一个是stop模式下，dma相关的外设休眠唤醒需要注意重新初始化。

这篇是uart使用的介绍：

作者：良知犹存

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情节介绍:

串口是我们经常是用的一个外设，一般我们为了发送速度变快，会使用DMA或者中断发送接收。而CubeMX配置下，HAL调用了自己的一套函数 HAL_UART_IRQHandler 层层调用。

在官方提供的 stm32f4xx_hal_uart.c 文件中你可以看到如下函数：

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
.....
  /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
  if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
  {
    UART_Transmit_IT(huart);
    return;
  }
......
}

其中在UART_Transmit_IT 函数中 有一段 函数为

if (--huart->TxXferCount == 0U)
{
    /* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
    __HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
    /* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
    __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
}

这里会把发送的 TxXferCount 的计数值自减，并判断是否为零。正常工作都没有问题，可是我们的设备实际使用过程中，上层的部分断电之后，会给底层通讯串口带了一个中断，这个时候继续减下去就会出现出现一个很大值，这个是因为 TxXferCount 是一个无符号的16位数据。

  __IO uint16_t                 TxXferCount;      /*!< UART Tx Transfer Counter */

debug看到如下数据，原因上文提到。就是我遇到我们Linux核心板掉电之后会产生一个中断，导致这里判断时候自动减一，TxXferCount从 0 变成 -1 因为是无符号数据，所以数据表现为65535。

在全局搜索TxXferCount调用，我们可以看到TxXferSize 是发送buf的长度数据

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
  /* Check that a Tx process is not already ongoing */
  if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)
  {
    if ((pData == NULL) || (Size == 0U))
    {
      return HAL_ERROR;
    }
    /* Process Locked */
    __HAL_LOCK(huart);
    huart->pTxBuffPtr = pData;
    huart->TxXferSize = Size;
    huart->TxXferCount = Size;
    huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
    huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX;
    /* Process Unlocked */
    __HAL_UNLOCK(huart);
    /* Enable the UART Transmit data register empty Interrupt */
    __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
    return HAL_OK;
  }
  else
  {
    return HAL_BUSY;
  }
}

此外我们还会发现一处 huart->TxXferCount 计数 自减 使用。

此处的函数如下， 伴随着一个很大的 TxXferCount开始自减， pdata16bits开始自加。刚开始越界的时候由于该内存被初始化过，所以没有问题，该循环执行一会之后，程序就会进入hardfault。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
......
    huart->TxXferSize = Size;
    huart->TxXferCount = Size;
    while (huart->TxXferCount > 0U)
    {
      if (UART_WaitOnFlagUntilTimeout(huart, UART_FLAG_TXE, RESET, tickstart, Timeout) != HAL_OK)
      {
        return HAL_TIMEOUT;
      }
      if (pdata8bits == NULL)
      {
        huart->Instance->DR = (uint16_t)(*pdata16bits & 0x01FFU);
        pdata16bits++;
      }
      else
      {
        huart->Instance->DR = (uint8_t)(*pdata8bits & 0xFFU);
        pdata8bits++;
      }
      huart->TxXferCount--;
    }
......
}

修改建议：

和硬件沟通过，他们的掉电机制，就是如此无法修改。所以我们进行软件的一些修改，因为会产生一个中断导致计数值自减，所以我们初步确认进行自减处进行限制，先增加一个零值判断。

huart->TxXferCount == 0U

又考虑到我们单包数据单次不会超过150byte，所以又加上150字节的控制。（此处的数据流控制大家可以按照自己实际使用的情况进行酌情使用）

huart->TxXferCount   > 150U

原函数：

static HAL_StatusTypeDef UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
......
    if (--huart->TxXferCount == 0U)
    {
      /* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
      __HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
      /* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
      __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
    }
 ......
}

改为：

static HAL_StatusTypeDef UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
......
    if (huart->TxXferCount == 0U || --huart->TxXferCount == 0U || huart->TxXferCount   > 150U )
    {
      /* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
      __HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
      /* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
      __HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
    }
 ......
}

最后代码可以正常的使用。

结语

这就是我分享的项目中遇到一个st官方库使用的问题，如果大家有更好的想法和需求，也欢迎大家加我好友交流分享哈。

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作者：良知犹存，白天努力工作，晚上原创公号号主。公众号内容除了技术还有些人生感悟，一个认真输出内容的职场老司机，也是一个技术之外丰富生活的人，摄影、音乐 and 篮球。关注我，与我一起同行。

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