【STM32H7教程】第30章 STM32H7的USART应用之八个串口FIFO实现

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第30章       STM32H7的USART应用之八个串口FIFO实现

本章节为大家讲解STM327的8个串口的FIFO驱动实现，后面的ESP8266，GPS，RS485，GPRS等试验都是建立在这个驱动的基础上实现。

除了串口FIFO的驱动实现，RS232通信也通过本章节做个讲解。

30.1 初学者重要提示

30.2 硬件设计

30.3 串口驱动设计

30.4 串口FIFO板级支持包（bsp_uart_fifo.c）

30.5 串口FIFO驱动移植和使用

30.6 实验例程设计框架

30.7 实验例程说明（MDK）

30.8 实验例程说明（IAR）

30.9 总结

30.1 初学者重要提示

1. 学习本章节前，务必优先学习第29章。
2. 串口FIFO的实现跟前面章节按键FIFO的机制是一样的。
3. 本章节比较重要，因为后面的ESP8266，GPS，RS485，GPRS等试验都是建立在这个驱动的基础上实现。
4. 大家自己做的板子，测试串口收发是乱码的话，重点看stm32h7xx_hal_conf.h文件中的HSE_VALUE的大小跟板子上实际晶振大小是否一致，然后再看PLL配置。
5. CH340/CH341的USB转串口Windows驱动程序的安装包，支持32/64位 Windows 10/8.1/8/7。http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=32826 。

30.2 硬件设计

STM32H743XIH6最多可以支持8个独立的串口。其中串口4和串口5和SDIO的GPIO是共用的，也就是说，如果要用到SD卡，那么串口4和串口5将不能使用。串口7和SPI3共用，串口8和RGB硬件接口共用。串口功能可以分配到不同的GPIO。我们常用的引脚分配如下：

串口USART1  TX = PA9，   RX = PA10

串口USART2  TX = PA2，   RX = PA3

串口USART3  TX = PB10，  RX = PB11

串口UART4   TX = PC10，  RX = PC11 （和SDIO共用）

串口UART5   TX = PC12，  RX = PD2  （和SDIO共用）

串口USART6  TX = PG14，  RX = PC7

串口UART7   TX = PB4，   RX = PB3  （和SPI1/3共用）

串口UART8   TX = PJ8，   RX =PJ9   （和RGB硬件接口共用）

STM32-V7开发板使用了4个串口设备。

• 串口1用于RS232接口，很多例子的pritnf结果就是输出到串口1
• 串口2用于GPS
• 串口3用于RS485接口
• 串口6 用于TTL串口插座，板子上有GPRS插座和串口WIFI插座。

下面是RS232的原理图：

关于232的PHY芯片SP3232E要注意以下几个问题：

• SP3232E的作用是TTL电平转RS232电平。
• 电阻R130的作用是避免CPU复位期间，TX为高阻时串口线上出现异常数据。
• 检测SP3232E的好坏可以采用回环的方式，即短接T1OUT和R1IN，对应到DB9插座上就是短接引脚2和引脚3。

实际效果如下：

通过这种方式，可以在应用程序中通过串口发送几个字符，查看是否可以正确接收来判断232 PHY芯片是否有问题。

• 由于这里是TTL转RS232，如果电脑端自带DB9串口，可以找根交叉线直接接上。如果电脑端没有，就需要用RS232转USB的串口线。这里要注意是RS232转USB，不是TTL转USB。像我们用的CH340就是RS232转USB芯片。
• 检测串口线的好坏跟板子上的232 PHY一样，将电脑端的串口助手打开，串口线接到电脑端并短接串口线的2脚和3脚，然后使用串口助手进行自收发测试即可。

30.3 串口FIFO驱动设计

30.3.1 串口FIFO框架

为了方便大家理解，先来看下串口FIFO的实现框图：

  第1阶段，初始化：

• 通过函数bsp_InitUart初始化串口结构体，串口硬件参数。

  第2阶段，串口中断服务程序：

• 接收中断是一直开启的。
• 做了发送空中断和发送完成中断的消息处理。

  第3阶段，串口数据的收发：

• 串口发送函数会开启发送空中断。
• 串口接收中断接收到函数后，可以使用函数comGetChar获取数据。

30.3.2 串口FIFO之相关的变量定义

串口驱动的核心文件为：bsp_uart_fifo.c, bsp_uart_fifo.h。

这里面包括有串口硬件的配置函数、中断处理函数，以及串口的读写接口函数。还有ptinft函数的实现。

每个串口都有2个FIFO缓冲区，一个是用于发送数据的TX_FIFO，一个用于保存接收数据的RX_FIFO。

我们来看下这个FIFO的定义，在bsp_uart_fifo.h文件。

/* 定义串口波特率和FIFO缓冲区大小，分为发送缓冲区和接收缓冲区, 支持全双工 */
#if UART1_FIFO_EN == 1
    #define UART1_BAUD            115200
    #define UART1_TX_BUF_SIZE    1*1024
    #define UART1_RX_BUF_SIZE    1*1024
#endif

/* 串口设备结构体 */
typedef struct
{
    USART_TypeDef *uart;        /* STM32内部串口设备指针 */
    uint8_t *pTxBuf;            /* 发送缓冲区 */
    uint8_t *pRxBuf;            /* 接收缓冲区 */
    uint16_t usTxBufSize;        /* 发送缓冲区大小 */
    uint16_t usRxBufSize;        /* 接收缓冲区大小 */
    __IO uint16_t usTxWrite;    /* 发送缓冲区写指针 */
    __IO uint16_t usTxRead;        /* 发送缓冲区读指针 */
    __IO uint16_t usTxCount;    /* 等待发送的数据个数 */

    __IO uint16_t usRxWrite;    /* 接收缓冲区写指针 */
    __IO uint16_t usRxRead;        /* 接收缓冲区读指针 */
    __IO uint16_t usRxCount;    /* 还未读取的新数据个数 */

    void (*SendBefor)(void);     /* 开始发送之前的回调函数指针（主要用于RS485切换到发送模式） */
    void (*SendOver)(void);     /* 发送完毕的回调函数指针（主要用于RS485将发送模式切换为接收模式） */
    void (*ReciveNew)(uint8_t _byte);    /* 串口收到数据的回调函数指针 */
    uint8_t Sending;            /* 正在发送中 */
}UART_T;

bsp_uart_fifo.c文件定义变量。我们以串口1为例，其他的串口都是一样的代码。

/* 定义每个串口结构体变量 */
#if UART1_FIFO_EN == 1
    static UART_T g_tUart1;
    static uint8_t g_TxBuf1[UART1_TX_BUF_SIZE];        /* 发送缓冲区 */
    static uint8_t g_RxBuf1[UART1_RX_BUF_SIZE];        /* 接收缓冲区 */
#endif

关于FIFO的机制，我们在按键FIFO驱动已经做过详细的介绍，这个地方就不赘述了。每个串口有两个FIFO缓冲区，每个FIFO对应一个写指针和一个读指针。这个结构中还有三个回调函数。回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。

30.3.3 串口FIFO初始化

串口的初始化代码如下；

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_InitUart
*    功能说明: 初始化串口硬件，并对全局变量赋初值.
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitUart(void)
{

    UartVarInit();    /* 必须先初始化全局变量,再配置硬件 */

    InitHardUart();    /* 配置串口的硬件参数(波特率等) */

    RS485_InitTXE();    /* 配置RS485芯片的发送使能硬件，配置为推挽输出 */
}

下面将初始化代码实现的功能依次为大家做个说明。

•   函数UartVarInit

这个函数实现的功能比较好理解，主要是串口设备结构体变量的初始化，代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: UartVarInit
*    功能说明: 初始化串口相关的变量
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void UartVarInit(void)
{
#if UART1_FIFO_EN == 1
    g_tUart1.uart = USART1;                        /* STM32 串口设备 */
    g_tUart1.pTxBuf = g_TxBuf1;                    /* 发送缓冲区指针 */
    g_tUart1.pRxBuf = g_RxBuf1;                    /* 接收缓冲区指针 */
    g_tUart1.usTxBufSize = UART1_TX_BUF_SIZE;         /* 发送缓冲区大小 */
    g_tUart1.usRxBufSize = UART1_RX_BUF_SIZE;         /* 接收缓冲区大小 */
    g_tUart1.usTxWrite = ;                        /* 发送FIFO写索引 */
    g_tUart1.usTxRead = ;                        /* 发送FIFO读索引 */
    g_tUart1.usRxWrite = ;                        /* 接收FIFO写索引 */
    g_tUart1.usRxRead = ;                        /* 接收FIFO读索引 */
    g_tUart1.usRxCount = ;                        /* 接收到的新数据个数 */
    g_tUart1.usTxCount = ;                        /* 待发送的数据个数 */
    g_tUart1.SendBefor = ;                        /* 发送数据前的回调函数 */
    g_tUart1.SendOver = ;                        /* 发送完毕后的回调函数 */
    g_tUart1.ReciveNew = ;                        /* 接收到新数据后的回调函数 */
    g_tUart1.Sending = ;                        /* 正在发送中标志 */
#endif
    /* 串口2-8的初始化省略未写 */
}

•   函数InitHardUart

此函数主要用于串口的GPIO，中断和相关参数的配置。

.    /* 串口1的GPIO  PA9, PA10   RS323 DB9接口 */
.    #define USART1_CLK_ENABLE()              __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE()
.
.    #define USART1_TX_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
.    #define USART1_TX_GPIO_PORT              GPIOA
.    #define USART1_TX_PIN                    GPIO_PIN_9
.    #define USART1_TX_AF                     GPIO_AF7_USART1
.
.    #define USART1_RX_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
.    #define USART1_RX_GPIO_PORT              GPIOA
.    #define USART1_RX_PIN                    GPIO_PIN_10
.    #define USART1_RX_AF                     GPIO_AF7_USART1
.
.    /* 串口2-8的引脚和时钟宏定义未写 */
.
.    /*
17.    ******************************************************************************************************
18.    *    函 数 名: InitHardUart
19.    *    功能说明: 配置串口的硬件参数（波特率，数据位，停止位，起始位，校验位，中断使能）适合于STM32-H7开
20.    *              发板
21.    *    形    参: 无
22.    *    返 回 值: 无
23.    ******************************************************************************************************
24.    */
.    static void InitHardUart(void)
.    {
.        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
.        RCC_PeriphCLKInitTypeDef RCC_PeriphClkInit;
.
.        /*
31.           下面这个配置可以注释掉，预留下来是为了方便以后选择其它时钟使用
32.           默认情况下，USART1和USART6选择的PCLK2，时钟100MHz。
33.           USART2，USART3，UART4，UART5，UART6，UART7和UART8选择的时钟是PLCK1，时钟100MHz。
34.        */
.        RCC_PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART16;
.        RCC_PeriphClkInit.Usart16ClockSelection = RCC_USART16CLKSOURCE_D2PCLK2;
.        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&RCC_PeriphClkInit);
.
.    #if UART1_FIFO_EN == 1        /* 串口1 */
.        /* 使能 GPIO TX/RX 时钟 */
.        USART1_TX_GPIO_CLK_ENABLE();
.        USART1_RX_GPIO_CLK_ENABLE();
.
.        /* 使能 USARTx 时钟 */
.        USART1_CLK_ENABLE();
.
.        /* 配置TX引脚 */
.        GPIO_InitStruct.Pin       = USART1_TX_PIN;
.        GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_AF_PP;
.        GPIO_InitStruct.Pull      = GPIO_PULLUP;
.        GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
.        GPIO_InitStruct.Alternate = USART1_TX_AF;
.        HAL_GPIO_Init(USART1_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
.
.        /* 配置RX引脚 */
.        GPIO_InitStruct.Pin = USART1_RX_PIN;
.        GPIO_InitStruct.Alternate = USART1_RX_AF;
.        HAL_GPIO_Init(USART1_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
.
.        /* 配置NVIC the NVIC for UART */
.        HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, , );
.        HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
.
.        /* 配置波特率、奇偶校验 */
.        bsp_SetUartParam(USART1,  UART1_BAUD, UART_PARITY_NONE, UART_MODE_TX_RX);
.
.        SET_BIT(USART1->ICR, USART_ICR_TCCF);   /* 清除TC发送完成标志 */
.        SET_BIT(USART1->RQR, USART_RQR_RXFRQ);  /* 清除RXNE接收标志 */
.        // USART_CR1_PEIE | USART_CR1_RXNEIE
.        SET_BIT(USART1->CR1, USART_CR1_RXNEIE); /* 使能PE. RX接受中断 */
.    #endif
.    /* 串口2-8的初始化省略未写 */
.    }

• 第2-12行，以宏定义的方式设置串口1-8的GPIO时钟、引脚和串口时钟，方便修改。
• 第35-37行，这里的配置可以注释掉，预留下来仅仅是为了方便以后选择其它时钟使用。默认情况下，USART1和USART6选择的PCLK2，时钟100MHz。USART2，USART3，UART4，UART5，UART6，UART7和UART8选择的时钟是PLCK1，时钟100MHz。
• 第61-62行，配置串口中断优先级并使能串口中断，用户可以根据实际工程修改优先级大小。
• 第65行，配置串口的基本参数，具体配置在函数里面有注释。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_SetUartParam
*    功能说明: 配置串口的硬件参数（波特率，数据位，停止位，起始位，校验位，中断使能）适合于STM32- H7开发板
*    形    参: Instance   USART_TypeDef类型结构体
*             BaudRate   波特率
*             Parity     校验类型，奇校验或者偶校验
*             Mode       发送和接收模式使能
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_SetUartParam(USART_TypeDef *Instance,  uint32_t BaudRate, uint32_t Parity, uint32_t Mode)
{
    UART_HandleTypeDef UartHandle;    

    /*##-1- 配置串口硬件参数 ######################################*/
    /* 异步串口模式 (UART Mode) */
    /* 配置如下:
      - 字长    = 8 位
      - 停止位  = 1 个停止位
      - 校验    = 参数Parity
      - 波特率  = 参数BaudRate
      - 硬件流控制关闭 (RTS and CTS signals) */

    UartHandle.Instance        = Instance;

    UartHandle.Init.BaudRate   = BaudRate;
    UartHandle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    UartHandle.Init.StopBits   = UART_STOPBITS_1;
    UartHandle.Init.Parity     = Parity;
    UartHandle.Init.HwFlowCtl  = UART_HWCONTROL_NONE;
    UartHandle.Init.Mode       = Mode;
    UartHandle.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    UartHandle.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
    UartHandle.Init.Prescaler = UART_PRESCALER_DIV1;
    UartHandle.Init.FIFOMode = UART_FIFOMODE_DISABLE;
    UartHandle.Init.TXFIFOThreshold = UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8;
    UartHandle.Init.RXFIFOThreshold = UART_RXFIFO_THRESHOLD_1_8;
    UartHandle.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;

    if (HAL_UART_Init(&UartHandle) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }
}

•   函数RS485_InitTXE

此函数主要用于485 PHY芯片的发送使能，直接配置引脚为推挽输出模式即可使用。具体代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: RS485_InitTXE
*    功能说明: 配置RS485发送使能口线 TXE
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void RS485_InitTXE(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init;

    /* 打开GPIO时钟 */
    RS485_TXEN_GPIO_CLK_ENABLE();

    /* 配置引脚为推挽输出 */
    gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;            /* 推挽输出 */
    gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;                 /* 上下拉电阻不使能 */
    gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;    /* GPIO速度等级 */
    gpio_init.Pin = RS485_TXEN_PIN;
    HAL_GPIO_Init(RS485_TXEN_GPIO_PORT, &gpio_init);
}

30.3.4 串口中断服务程序工作流程

串口中断服务程序是最核心的部分，主要实现如下三个功能

• 收到新的数据后，会将数据压入RX_FIFO。
• 检测到发送缓冲区空后，会从TX_FIFO中取下一个数据并发送。
• 如果是RS485半双工串口，发送前会设置一个GPIO=1控制RS485收发器进入发送状态，当最后一个字节的最后一个bit传送完毕后，设置这个GPIO=0让RS485收发器进入接收状态。

下面我们分析一下串口中断处理的完整过程。

当产生串口中断后，CPU会查找中断向量表，获得中断服务程序的入口地址。入口函数为USART1_IRQHandler，这个函数在启动文件startup_stm32h743xx.s汇编代码中已经有实现。我们在c代码中需要重写一个同样名字的函数就可以重载它。如果不重载，启动文件中缺省的中断服务程序就是一个死循环，等于 while(1);

我们将串口中断服务程序放在bsp_uart_fifo.c文件，没有放到 stm32h7xx_it.c。当应用不需要串口功能时，直接从工程中删除bsp_uart_fifo.c接口，不必再去整理stm32h7xx_it.c这个文件。下面展示的代码是8个串口的中断服务程序：

#if UART1_FIFO_EN == 1
void USART1_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart1);
}
#endif

#if UART2_FIFO_EN == 1
void USART2_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart2);
}
#endif

#if UART3_FIFO_EN == 1
void USART3_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart3);
}
#endif

#if UART4_FIFO_EN == 1
void UART4_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart4);
}
#endif

#if UART5_FIFO_EN == 1
void UART5_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart5);
}
#endif

#if UART6_FIFO_EN == 1
void USART6_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart6);
}
#endif

#if UART7_FIFO_EN == 1
void UART7_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart7);
}
#endif

#if UART8_FIFO_EN == 1
void UART8_IRQHandler(void)
{
    UartIRQ(&g_tUart8);
}
#endif

大家可以看到，这8个中断服务程序都调用了同一个处理函数UartIRQ。我们只需要调通一个串口FIFO驱动，那么其他的串口驱动也就都通了。

下面，我们来看看UartIRQ函数的实现代码。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: UartIRQ
*    功能说明: 供中断服务程序调用，通用串口中断处理函数
*    形    参: _pUart : 串口设备
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void UartIRQ(UART_T *_pUart)
{
    uint32_t isrflags   = READ_REG(_pUart->uart->ISR);
    uint32_t cr1its     = READ_REG(_pUart->uart->CR1);
    uint32_t cr3its     = READ_REG(_pUart->uart->CR3);

    /* 处理接收中断  */
    if ((isrflags & USART_ISR_RXNE) != RESET)
    {
        /* 从串口接收数据寄存器读取数据存放到接收FIFO */
        uint8_t ch;

        ch = READ_REG(_pUart->uart->RDR);               /* 读串口接收数据寄存器 */
        _pUart->pRxBuf[_pUart->usRxWrite] = ch;         /* 填入串口接收FIFO */
        if (++_pUart->usRxWrite >= _pUart->usRxBufSize) /* 接收FIFO的写指针+1 */
        {
            _pUart->usRxWrite = ;
        }
        if (_pUart->usRxCount < _pUart->usRxBufSize)    /* 统计未处理的字节个数 */
        {
            _pUart->usRxCount++;
        }

        /* 回调函数,通知应用程序收到新数据,一般是发送1个消息或者设置一个标记 */
        //if (_pUart->usRxWrite == _pUart->usRxRead)
        //if (_pUart->usRxCount == 1)
        {
            if (_pUart->ReciveNew)
            {
                _pUart->ReciveNew(ch); /* 比如，交给MODBUS解码程序处理字节流 */
            }
        }
    }

    /* 处理发送缓冲区空中断 */
    if ( ((isrflags & USART_ISR_TXE) != RESET) && (cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET)
    {
        //if (_pUart->usTxRead == _pUart->usTxWrite)
        if (_pUart->usTxCount == )  /* 发送缓冲区已无数据可取 */
        {
        /* 发送缓冲区的数据已取完时， 禁止发送缓冲区空中断 （注意：此时最后1个数据还未真正发送完毕）*/
            //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TXE, DISABLE);
            CLEAR_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);

            /* 使能数据发送完毕中断 */
            //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TC, ENABLE);
            SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TCIE);
        }
        Else  /*　还有数据等待发送 */
        {
            _pUart->Sending = ;

            /* 从发送FIFO取1个字节写入串口发送数据寄存器 */
            //USART_SendData(_pUart->uart, _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead]);
            _pUart->uart->TDR = _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead];
            if (++_pUart->usTxRead >= _pUart->usTxBufSize)
            {
                _pUart->usTxRead = ;
            }
            _pUart->usTxCount--;
        }

    }
    /* 数据bit位全部发送完毕的中断 */
    if (((isrflags & USART_ISR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET))
    {
        //if (_pUart->usTxRead == _pUart->usTxWrite)
        if (_pUart->usTxCount == )
        {
            /* 如果发送FIFO的数据全部发送完毕，禁止数据发送完毕中断 */
            //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TC, DISABLE);
            CLEAR_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TCIE);

            /* 回调函数, 一般用来处理RS485通信，将RS485芯片设置为接收模式，避免抢占总线 */
            if (_pUart->SendOver)
            {
                _pUart->SendOver();
            }

            _pUart->Sending = ;
        }
        else
        {
            /* 正常情况下，不会进入此分支 */

            /* 如果发送FIFO的数据还未完毕，则从发送FIFO取1个数据写入发送数据寄存器 */
            //USART_SendData(_pUart->uart, _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead]);
            _pUart->uart->TDR = _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead];
            if (++_pUart->usTxRead >= _pUart->usTxBufSize)
            {
                _pUart->usTxRead = ;
            }
            _pUart->usTxCount--;
        }
    }

    /* 清除中断标志 */
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_PEF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_FEF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_NEF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_OREF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_IDLEF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_TCF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_LBDF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_CTSF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_CMF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_WUF);
    SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_TXFECF);
}

中断服务程序的处理主要分为两部分，接收数据的处理和发送数据的处理，详情看程序注释即可，已经比较详细，下面重点把思路说一下。

•   接收数据处理

接收数据的处理是判断ISR寄存器的USART_ISR_RXNE标志是否置位，如果置位表示RDR接收寄存器已经存入数据。然后将数据读入到接收FIFO空间。

特别注意里面的ReciveNew处理，这个在Modbus协议里面要用到。

•   发送数据处理

发送数据主要是发送空中断TEX和发送完成中断TC的处理，当TXE=1时，只是表示发送数据寄存器为空了，此时可以填充下一个准备发送的数据了。当为TDR发送寄存器赋值后，硬件启动发送，等所有的bit传送完毕后，TC标志设置为1。如果是RS232全双工通信，可以只用TXE标志控制发送过程。如果是RS485半双工通信，就需要利用TC标志了，因为在最后一个bit传送完毕后，需要设置RS485收发器进入到接收状态。

30.3.5 串口数据发送

串口数据的发送主要涉及到下面三个函数：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: comSendBuf
*    功能说明: 向串口发送一组数据。数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送
*    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
*              _ucaBuf: 待发送的数据缓冲区
*              _usLen : 数据长度
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void comSendBuf(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen)
{
    UART_T *pUart;

    pUart = ComToUart(_ucPort);
    if (pUart == )
    {
        return;
    }

    if (pUart->SendBefor != )
    {
        pUart->SendBefor();        /* 如果是RS485通信，可以在这个函数中将RS485设置为发送模式 */
    }

    UartSend(pUart, _ucaBuf, _usLen);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: comSendChar
*    功能说明: 向串口发送1个字节。数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送
*    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
*              _ucByte: 待发送的数据
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void comSendChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t _ucByte)
{
    comSendBuf(_ucPort, &_ucByte, );
}
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: UartSend
*    功能说明: 填写数据到UART发送缓冲区,并启动发送中断。中断处理函数发送完毕后，自动关闭发送中断
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void UartSend(UART_T *_pUart, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen)
{
    uint16_t i;

    for (i = ; i < _usLen; i++)
    {
        /* 如果发送缓冲区已经满了，则等待缓冲区空 */
        while ()
        {
            __IO uint16_t usCount;

            DISABLE_INT();
            usCount = _pUart->usTxCount;
            ENABLE_INT();

            if (usCount < _pUart->usTxBufSize)
            {
                break;
            }
            else if(usCount == _pUart->usTxBufSize)/* 数据已填满缓冲区 */
            {
                if((_pUart->uart->CR1 & USART_CR1_TXEIE) == )
                {
                    SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);
                }
            }
        }

        /* 将新数据填入发送缓冲区 */
        _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxWrite] = _ucaBuf[i];

        DISABLE_INT();
        if (++_pUart->usTxWrite >= _pUart->usTxBufSize)
        {
            _pUart->usTxWrite = ;
        }
        _pUart->usTxCount++;
        ENABLE_INT();
    }

    SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);    /* 使能发送中断（缓冲区空） */
}

函数comSendChar是发送一个字节，通过调用函数comSendBuf实现，而函数comSendBuf又是通过调用函数UartSend实现，这个函数是重点。

函数UartSend的作用就是把要发送的数据填到发送缓冲区里面，并使能发送空中断。

• 如果要发送的数据没有超过发送缓冲区大小，实现起来还比较容易，直接把数据填到FIFO里面，并使能发送空中断即可。
• 如果超过了FIFO大小，就需要等待有空间可用，针对这种情况有个重要的知识点，就是当缓冲刚刚填满的时候要判断发送空中断是否开启了，如果填满了还没有开启，就会卡死在while循环中，所以多了一个刚填满时的判断，填满了还没有开启发送空中断，要开启下。

注意：由于函数UartSend做了static作用域限制，仅可在bsp_uart_fifo.c文件中调用。函数comSendChar和comSendBuf是供用户调用的。

函数comSendBuf中调用了一个函数pUart = ComToUart(_ucPort)，这个函数是将整数的COM端口号转换为UART结构体指针。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ComToUart
*    功能说明: 将COM端口号转换为UART指针
*    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
*    返 回 值: uart指针
*********************************************************************************************************
*/
UART_T *ComToUart(COM_PORT_E _ucPort)
{
    if (_ucPort == COM1)
    {
        #if UART1_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart1;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM2)
    {
        #if UART2_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart2;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM3)
    {
        #if UART3_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart3;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM4)
    {
        #if UART4_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart4;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM5)
    {
        #if UART5_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart5;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM6)
    {
        #if UART6_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart6;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM7)
    {
        #if UART7_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart7;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else if (_ucPort == COM8)
    {
        #if UART8_FIFO_EN == 1
            return &g_tUart8;
        #else
            return ;
        #endif
    }
    else
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
        return ;
    }
}

30.3.6 串口数据接收

下面我们再来看看接收的函数：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: comGetChar
*    功能说明: 从接收缓冲区读取1字节，非阻塞。无论有无数据均立即返回。
*    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
*              _pByte: 接收到的数据存放在这个地址
*    返 回 值: 0 表示无数据, 1 表示读取到有效字节
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t comGetChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_pByte)
{
    UART_T *pUart;

    pUart = ComToUart(_ucPort);
    if (pUart == )
    {
        return ;
    }

    return UartGetChar(pUart, _pByte);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: UartGetChar
*    功能说明: 从串口接收缓冲区读取1字节数据 （用于主程序调用）
*    形    参: _pUart : 串口设备
*              _pByte : 存放读取数据的指针
*    返 回 值: 0 表示无数据  1表示读取到数据
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t UartGetChar(UART_T *_pUart, uint8_t *_pByte)
{
    uint16_t usCount;

    /* usRxWrite 变量在中断函数中被改写，主程序读取该变量时，必须进行临界区保护 */
    DISABLE_INT();
    usCount = _pUart->usRxCount;
    ENABLE_INT();

    /* 如果读和写索引相同，则返回0 */
    //if (_pUart->usRxRead == usRxWrite)
    if (usCount == )    /* 已经没有数据 */
    {
        return ;
    }
    else
    {
        *_pByte = _pUart->pRxBuf[_pUart->usRxRead];        /* 从串口接收FIFO取1个数据 */

        /* 改写FIFO读索引 */
        DISABLE_INT();
        if (++_pUart->usRxRead >= _pUart->usRxBufSize)
        {
            _pUart->usRxRead = ;
        }
        _pUart->usRxCount--;
        ENABLE_INT();
        return ;
    }
}

函数comGetChar是专门供用户调用的，用于从接收FIFO中读取1个数据。具体代码的实现也比较好理解，主要是接收FIFO的空间调整。

注意：由于函数UartGetChar做了static作用域限制，仅可在bsp_uart_fifo.c文件中调用。

30.3.7 串口printf实现

printf函数是标准c库函数。最原来的意思是打印输出到显示器。在单片机，我们常用它来打印调试信息到串口，通过计算机上运行的串口软件来监视程序的运行状态。

为什么要用printf函数，而不用串口发送的函数。因为printf函数的形参功能很强大，它支持各种数值转换。比如将整数、浮点数转换为字符串，支持整数左对齐、右对齐显示等。

我们设计的很多裸机例子都是用printf函数输出运行结果的。因为如果加上显示屏驱动后，会将程序搞的很复杂，显示部分的代码量超过了例程本身要演示的核心功能代码。用串口做输出，移植很方便，现在很少有不带串口的单片机。

实现printf输出到串口，只需要在工程中添加两个函数：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: fputc
*    功能说明: 重定义putc函数，这样可以使用printf函数从串口1打印输出
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
#if 1    /* 将需要printf的字符通过串口中断FIFO发送出去，printf函数会立即返回 */
    comSendChar(COM1, ch);

    return ch;
#else    /* 采用阻塞方式发送每个字符,等待数据发送完毕 */
    /* 写一个字节到USART1 */
    USART1->TDR = ch;

    /* 等待发送结束 */
    while((USART1->ISR & USART_ISR_TC) == )
    {}

    return ch;
#endif
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: fgetc
*    功能说明: 重定义getc函数，这样可以使用getchar函数从串口1输入数据
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int fgetc(FILE *f)
{

#if 1    /* 从串口接收FIFO中取1个数据, 只有取到数据才返回 */
    uint8_t ucData;

    while(comGetChar(COM1, &ucData) == );

    return ucData;
#else
    /* 等待接收到数据 */
    while((USART1->ISR & USART_ISR_RXNE) == )
    {}

    return (int)USART1->RDR;
#endif
}

printf函数是非阻塞的，执行后会立即返回，串口中断服务程序会陆续将数据发送出去。

30.4 串口FIFO板级支持包（bsp_uart_fifo.c）

串口驱动文件bsp_uart_fifo.c主要实现了如下几个API供用户调用：

• bsp_InitUart
• comSendBuf
• comSendChar
• comGetChar

30.4.1 函数bsp_InitUart

函数原型：

void bsp_InitUart(void)

函数描述：

此函数主要用于串口的初始化，使用所有其它API之前，务必优先调用此函数。

使用举例：

串口的初始化函数在bsp.c文件的bsp_Init函数里面调用。

30.4.2 函数comSendBuf

函数原型：

void comSendBuf(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen);

函数描述：

此函数用于向串口发送一组数据，非阻塞方式，数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送。

函数参数：

• 第1个参数_ucPort是端口号，范围COM1 - COM8。
• 第2个参数_ucaBuf是待发送的数据缓冲区地址。
• 第3个参数_usLen是要发送数据的字节数。

注意事项：

• 此函数的解读在本章30.3.5小节。
• 发送的数据最好不要超过bsp_uart_fifo.h文件中定义的发送缓冲区大小，从而实现最优的工作方式。因为超过后需要在发送函数等待有发送空间可用。

使用举例：

调用此函数前，务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。

const char buf1[] = "接收到串口命令1\r\n";
comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));

30.4.3 函数comSendChar

函数原型：

void comSendChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t _ucByte);

函数描述：

此函数用于向串口发送1个字节，非阻塞方式，数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送。此函数是通过调用函数comSendBuf实现的。

函数参数：

• 第1个参数_ucPort是端口号，范围COM1 - COM8。
• 第2个参数_ucByte是待发送的数据。

注意事项：

• 此函数的解读在本章30.3.2小节。

使用举例：

调用此函数前，务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。比如通过串口1发送一个字符c：

comSendChar(COM1, 'c')。

30.4.4 函数comGetChar

函数原型：

uint8_t comGetChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_pByte)

函数描述：

此函数用于从接收缓冲区读取1字节，非阻塞。无论有无数据均立即返回。

函数参数：

• 第1个参数_ucPort是端口号，范围COM1 - COM8。
• 第2个参数_pByte用于存放接收到的数据。
• 返回值，返回0表示无数据, 1 表示读取到有效字节。

注意事项：

• 此函数的解读在本章30.3.6小节。

使用举例：

调用此函数前，务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。

比如从串口1读取一个字符就是：comGetChar(COM1, &read)。

30.5 串口FIFO驱动移植和使用

串口FIFO移植步骤如下：

• 第1步：复制bsp_uart_fifo.h和bsp_uart_fifo.c到自己的工程目录，并添加到工程里面。
• 第2步：根据自己要使用的串口和收发缓冲大小，修改下面的宏定义即可。

  #define    UART1_FIFO_EN    1
  #define    UART2_FIFO_EN    0
  #define    UART3_FIFO_EN    0
  #define    UART4_FIFO_EN    0
  #define    UART5_FIFO_EN    0
  #define    UART6_FIFO_EN    0
  #define    UART7_FIFO_EN    0
  #define    UART8_FIFO_EN    0
  
  /* 定义串口波特率和FIFO缓冲区大小，分为发送缓冲区和接收缓冲区, 支持全双工 */
  #if UART1_FIFO_EN == 1
      #define UART1_BAUD            115200
      #define UART1_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART1_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART2_FIFO_EN == 1
      #define UART2_BAUD            9600
      #define UART2_TX_BUF_SIZE    10
      #define UART2_RX_BUF_SIZE    2*1024
  #endif
  
  #if UART3_FIFO_EN == 1
      #define UART3_BAUD            9600
      #define UART3_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART3_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART4_FIFO_EN == 1
      #define UART4_BAUD            115200
      #define UART4_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART4_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART5_FIFO_EN == 1
      #define UART5_BAUD            115200
      #define UART5_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART5_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART6_FIFO_EN == 1
      #define UART6_BAUD            115200
      #define UART6_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART6_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART7_FIFO_EN == 1
      #define UART7_BAUD            115200
      #define UART7_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART7_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif
  
  #if UART8_FIFO_EN == 1
      #define UART8_BAUD            115200
      #define UART8_TX_BUF_SIZE    1*1024
      #define UART8_RX_BUF_SIZE    1*1024
  #endif

• 第3步：这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和串口驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
• 第4步，应用方法看本章节配套例子即可。

30.6 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

  第1阶段，上电启动阶段：

• 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段，进入main函数：

• 第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
• 第2部分，应用程序设计部分，实现了一个串口接收命令，返回消息的简单功能。

30.7 实验例程说明（MDK）

配套例子：

V7-015_串口和PC机通信（驱动支持8串口FIFO）

实验目的：

1. 学习串口与PC通信。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。

实验操作：

1. 串口接收到字符命令'1'，返回串口消息"接收到串口命令1"。
2. 串口接收到字符命令'2'，返回串口消息"接收到串口命令2"。
3. 串口接收到字符命令'3'，返回串口消息"接收到串口命令3"。
4. 串口接收到字符命令'4'，返回串口消息"接收到串口命令4"。
5. K1按键按下，串口打印"按键K1按下"。
6. K2按键按下，串口打印"按键K2按下"。
7. K3按键按下，串口打印"按键K3按下"。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();

    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /*
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /*
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /*
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */
#if Enable_EventRecorder == 1
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif

    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

每10ms调用一次蜂鸣器处理：

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

主功能：

主程序实现如下操作：

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
• 串口接收到字符命令'1'，返回串口消息"接收到串口命令1"。
• 串口接收到字符命令'2'，返回串口消息"接收到串口命令2"。
• 串口接收到字符命令'3'，返回串口消息"接收到串口命令3"。
• 串口接收到字符命令'4'，返回串口消息"接收到串口命令4"。
• K1按键按下，串口打印"按键K1按下"。
• K2按键按下，串口打印"按键K2按下"。
• K3按键按下，串口打印"按键K3按下"。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t read;
    const char buf1[] = "接收到串口命令1\r\n";
    const char buf2[] = "接收到串口命令2\r\n";
    const char buf3[] = "接收到串口命令3\r\n";
    const char buf4[] = "接收到串口命令4\r\n";

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */

    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    bsp_StartAutoTimer(, );    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    /* 主程序大循环 */
    while ()
    {
        /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */
        bsp_Idle();        

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer())
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */
            /* 翻转LED2的状态 */
            bsp_LedToggle();
        }

        /* 接收到的串口命令处理 */
        if (comGetChar(COM1, &read))
        {
            switch (read)
            {
                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf2, strlen(buf2));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf3, strlen(buf3));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf4, strlen(buf4));
                    break;    

                default:
                    break;
            }
        }

        /* 处理按键事件 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();
        if (ucKeyCode > )
        {
            /* 有键按下 */
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:        /* 按键K1键按下 */
                    printf("按键K1按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;        

                case KEY_DOWN_K2:        /* 按键K2键按下 */
                    printf("按键K2按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:        /* 按键K3键按下 */
                    printf("按键K3按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;                

                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

30.8 实验例程说明（IAR）

配套例子：

V7-015_串口和PC机通信（驱动支持8串口FIFO）

实验目的：

1. 学习串口与PC通信。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。

实验操作：

1. 串口接收到字符命令'1'，返回串口消息"接收到串口命令1"。
2. 串口接收到字符命令'2'，返回串口消息"接收到串口命令2"。
3. 串口接收到字符命令'3'，返回串口消息"接收到串口命令3"。
4. 串口接收到字符命令'4'，返回串口消息"接收到串口命令4"。
5. K1按键按下，串口打印"按键K1按下"。
6. K2按键按下，串口打印"按键K2按下"。
7. K3按键按下，串口打印"按键K3按下"。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();

    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /*
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /*
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /*
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */
#if Enable_EventRecorder == 1
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif

    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

每10ms调用一次蜂鸣器处理：

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

主功能：

主程序实现如下操作：

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
• 串口接收到字符命令'1'，返回串口消息"接收到串口命令1"。
• 串口接收到字符命令'2'，返回串口消息"接收到串口命令2"。
• 串口接收到字符命令'3'，返回串口消息"接收到串口命令3"。
• 串口接收到字符命令'4'，返回串口消息"接收到串口命令4"。
• K1按键按下，串口打印"按键K1按下"。
• K2按键按下，串口打印"按键K2按下"。
• K3按键按下，串口打印"按键K3按下"。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t read;
    const char buf1[] = "接收到串口命令1\r\n";
    const char buf2[] = "接收到串口命令2\r\n";
    const char buf3[] = "接收到串口命令3\r\n";
    const char buf4[] = "接收到串口命令4\r\n";

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */

    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    bsp_StartAutoTimer(, );    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    /* 主程序大循环 */
    while ()
    {
        /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */
        bsp_Idle();        

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer())
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */
            /* 翻转LED2的状态 */
            bsp_LedToggle();
        }

        /* 接收到的串口命令处理 */
        if (comGetChar(COM1, &read))
        {
            switch (read)
            {
                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf2, strlen(buf2));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf3, strlen(buf3));
                    break;

                case '':
                    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf4, strlen(buf4));
                    break;    

                default:
                    break;
            }
        }

        /* 处理按键事件 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();
        if (ucKeyCode > )
        {
            /* 有键按下 */
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:        /* 按键K1键按下 */
                    printf("按键K1按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;        

                case KEY_DOWN_K2:        /* 按键K2键按下 */
                    printf("按键K2按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:        /* 按键K3键按下 */
                    printf("按键K3按下\r\n");
                    bsp_LedToggle();
                    break;                

                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

30.9 总结

本章节就为大家讲解这么多， 重点是8串口FIFO的实现，而且移植也比较简单，可放心用于项目实战。