STM32L051测试 第五课，串口的使用 .... by 矜辰所致 ..调整文章格式，增加串口接收卡死处理说明
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前言
早些时候写的一些测试记录的文章，并没有完全是以那种教材的方式写的，所以相对于最新的文章，整体格式框架可能没那么好。
好消息是，博主是实打实的实际应用记录，每次遇到问题会来重新更新文章，做新的记录！
经过前面一段时间的测试，我们把 STM32L051 的需要用到的基本功能都测试过了，这次我们得把产品替换成 L051 了。
基本的 IO 使用都没问题，数据存储 EEPROM 和 flash 也没有问题，测试过正常用就可以了（实际上后来 EEPROM 折腾了好久），在串口的使用上，也需要测试一下。
这里贴的代码是我测试流程使用过的代码，当时的文章以记录各种测试数据为主，仅供参考！
本系列博文目录：
STM32L051 测试 （一、使用 CubeMX 生成工程文件 — ST 系列芯片通用）
https://xie.infoq.cn/article/fc5e31ea41e0b33f64b9ee537
STM32L051 测试 （二、开始添加需要的代码）
https://xie.infoq.cn/article/26e83bbc53646042a66e6fb8f
STM32L051 测试 （三、I2C 协议设备的添加测试）
https://xie.infoq.cn/article/76cbd45207fe8f4a6d2d9b99d
STM32L051 测试 （四、Flash 和 EEPROM 的读写）
https://xie.infoq.cn/article/8049c2e853c99348b66fc8c72
一、串口接收处理的几种方式
1.1 串口接收发送不定长度的数据（非 DMA 方式）
以前在在标准库 STM32F103 标准库的使用上用到的 IDLE 中断接收一帧数据，测试用起来确实好用
void USART2_IRQHandler(void) //串口2中断服务程序 { u8 clear=clear; //消除编译器没有用到的提醒
//USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC); if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) { USART_RX_BUF[RX_Data++] = USART2->DR; } else if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) != RESET) { clear=USART2->SR; //读SR寄存器 可以清空寄存器 clear=USART2->DR; //读DR寄存器（先读SR寄存器，再读DR，为了清除IDLE中断） ReceiveState=1; //标记接收到了一帧数据 } }
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不需要自己做延时处理，在某些情况下，比如通讯模块的串口 3 使用中，还是用到了延时处理，具体就是判断串口是否接收到一个字节的数据？如果接收到一个字节的数据，那么延时一定时间，一般是几毫秒（这个延时时间就是干等，等待这一串数据全部接收完成，所以这个时间需要实际使用中不同的测试优化，干等时间太长了不太合理，太短数据接收不完全处理起来会出错），如下：
RETURN_TYPE blue_getTelegram(TEL_RADIO_TYPE *pu8RxRadioTelegram, TEL_PARAM_TYPE *pu8TelParam){// uint8 i=0; uint8 u8CRC = 0; uint8 u8Count = 0; uint8 TmpVal = 0; uint8 DATA_LEN = 0; uint8 n = 0; uint8 HEADER_BYTES[4]; uint8 DatBuf[30] = {0}; u8state = GET_SYNC_STATE; if (Read_pt != Enocean_Data){ delay_ms(7); //这里的等待就是干等！从收到第一个字节开始干等 while (Read_pt != Enocean_Data) { TmpVal = USART_Enocean_BUF[Read_pt++]; if(Read_pt >= 100) //定义缓存大小，测试时候用100直接替代 Read_pt = 0; switch(u8state) ...
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自己也使用过环形缓冲区等一些方式进行优化，可能目前的处理方式能够满足大部分功能需求，所以也没有确实的花心思正真去测试优化一个环形缓冲区的使用。
那么现在再 L051 下面，我们怎么来使用 IDLE 中断呢？ 当然我先去网上查找了大神们的各种帖子，然后还是得自己修改一下程序，来一步一步做测试，先回到串口接收简单的测试：
if(test_data != Enocean_Data){ HAL_Delay(7); // printf("Enocean_Data ID is: 0x %d test_data is : 0x%d \r\n",Enocean_Data,test_data); if(Enocean_Data > 10){ HAL_UART_Transmit(&huart1,USART_Enocean_BUF, Enocean_Data,0xFFFF); //将串口3接收到的数据通过串口1传出 } memset(USART_Enocean_BUF, 0, sizeof(USART_Enocean_BUF)); //清空缓存区 Enocean_Data=0; // (&hlpuart1)->pRxBuffPtr = &USART_Enocean_BUF[Enocean_Data];//用下面的简洁，数组名就可以当做指针用 (&hlpuart1)->pRxBuffPtr = USART_Enocean_BUF;//这一句很重要，没有这一句，后面接收会出错 } }
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在主函数初始化串口后，有这么一句，打开串口中断（这里的中断可不可以理解为打开 IT 中断）
HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1, (uint8_t *)&USART_Enocean_BUF[0], 1);
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现在我们要开启 IDLE 中断
__HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1,UART_IT_IDLE); HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1, (uint8_t *)&USART_Enocean_BUF[0], 1);
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在 stm32l0xx_it.c 中找到 LPUART1_IRQHandler 函数，因为所有中断先是进入 stm32l0xx_it.c 中相应的 IRQHandler 函数中，调用对应函数，最后才会进入到 自己设置的 Callback 函数中，我们这次测试直接在 void LPUART1_IRQHandler(void)函数中系统设置的函数前写一个 实现 IDLE 中断后操作的函数：
void LPUART1_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN LPUART1_IRQn 0 */ if((__HAL_UART_GET_FLAG(&hlpuart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET)) { __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&hlpuart1); ReceiveState = 1; } /* USER CODE END LPUART1_IRQn 0 */ HAL_UART_IRQHandler(&hlpuart1); /* USER CODE BEGIN LPUART1_IRQn 1 */
/* USER CODE END LPUART1_IRQn 1 */}
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用 ReceiveState 来标志是否接受到了一串数据，然后打印函数变成
if(ReceiveState == 1){ ReceiveState = 0; HAL_UART_Transmit(&huart1,USART_Enocean_BUF, Enocean_Data,0xFFFF); //将串口3接收到的数据通过串口1传出 memset(USART_Enocean_BUF, 0, sizeof(USART_Enocean_BUF)); //清空缓存区 Enocean_Data=0; (&hlpuart1)->pRxBuffPtr = USART_Enocean_BUF;//这一句很重要，没有这一句，后面接收会出错 }
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结果， 数据异常，就是收不全，结尾会有问题，明天得继续测试优化了，先上个正常的接收，这是上面用 HAL_Delay(7)测试得到的正常结果。
实际测试，数据会断接收不全，考虑了一下，是否本身我的通讯模组串口给 MCU 的时候一包数据就是分两次发送（其实就是一包数据中间有个时间会长一点，然后 MCU 判定为 2 帧数据，每次能够收到开头的一段），我测试的打印函数每次收到一包数据，都会把数据全部打印出来，然后清空缓存区，所以下一包数据直接被清掉了，因为在进行输出的过程，可能下一包的数据中断进来了，为了验证一下，还是加上了一个延时，代码改成如下：
if(ReceiveState == 1){ HAL_Delay(7); //测试，重要 ReceiveState = 0; HAL_UART_Transmit(&huart1,USART_Enocean_BUF, Enocean_Data,0xFFFF); //将串口3接收到的数据通过串口1传出 memset(USART_Enocean_BUF, 0, sizeof(USART_Enocean_BUF)); //清空缓存区 Enocean_Data=0; (&hlpuart1)->pRxBuffPtr = USART_Enocean_BUF;//这一句很重要，没有这一句，后面接收会出错 }
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发现加上延时后，数据就正常了……，其实中途测试的时候在 IDLE 中断处理时候，我打印过 测试语句，发现我正常的一包数据，都会打印 2 次测试语句，也进一步的证实了，测试模块给 MCU 的正常的一包数据会被 MCU 认为是 2 帧数据。那么我们怎么来解决这个问题呢，还是直接加一个 ms 延时吗？ 至少 IDLE 中断在这里用不了，一帧数据会触发 2 次中断，可能和通讯模块有关，因为以前测试的时候也遇到过类似情况。
但至少 IDLE 中断我们可以用起来，在这里做一个小结：1、正常初始化串口以后，打开 IDLE 中断：
__HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1,UART_IT_IDLE);
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这个语句可以放在串口初始化函数 MX_LPUART1_UART_Init 中，也可以放在 main 函数后面，看个人习惯；
2、在 stm32l0xx_it.c 文件中响应的中断相应函数 LPUART1_IRQHandler 中加入关于 IDLE 中断的处理于语句：
void LPUART1_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN LPUART1_IRQn 0 */ /* USER CODE END LPUART1_IRQn 0 */ HAL_UART_IRQHandler(&hlpuart1); /* USER CODE BEGIN LPUART1_IRQn 1 */ if((__HAL_UART_GET_FLAG(&hlpuart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET)) { usartreceive_IDLE(&hlpuart1); } /* USER CODE END LPUART1_IRQn 1 */}
/* USER CODE BEGIN 1 */void usartreceive_IDLE(UART_HandleTypeDef *huart){ __HAL_UART_CLEAR_IT(&hlpuart1,UART_CLEAR_IDLEF); //清除中断 // HAL_UART_AbortReceive_IT(huart); //终止接收 ReceiveState = 1;}
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用一个标志位表示收到了一帧数据，即便这个一帧不完全，也至少表示收到一段数据了，这里不能加 HAL_UART_AbortReceive_IT(huart); //终止接收 ，因为 IT 中断可以继续接收，如果终止了，数据处理不够及时，下一帧数据就收不到了。
3、最后通过判断标志位 ReceiveState 来处理数据，一般情况下直接处理，特除情况，在标志位至 1 后，刻意的等待几个毫秒，等待数据接收完全再处理。
！！！最后移植又发现一个问题
代码中 #define ID_blueNum 44
printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt); printf("send command !\r\n"); COMMAND_GetmoduleID(); // HAL_Delay(10); //7ms不够 while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum);//加了这句不需要加上面的延时，这句就是等待,这句很重要，能够过滤掉不相关的报文 // while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum){ // HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1, &USART_Enocean_BUF[Enocean_Data], 1); // }//2021/8/11 不是很懂为什么这里这个while等待必须得加点东西 printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt);
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如果按照上面的代码，会一直卡在这里过不去，其实就是 while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum);过不去，开始怀疑是不是通讯模块本来就是坏的，我们有多种方式测试：
测试代码 1（好理解，发送命令了，等待一会，让串口把数据收完）：
printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt); printf("send command !\r\n"); COMMAND_GetmoduleID(); HAL_Delay(10);//7ms不够 while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum);//加了这句不需要加上面的延时，这句就是等待,这句很重要，能够过滤掉不相关的报文 printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt);
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测试代码 2（本来是想看看等待时候打印什么东西，加个条件怕一直循环）：
printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt); printf("send command !\r\n"); COMMAND_GetmoduleID(); while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum){ if(Enocean_Data < 10)printf("测试过随便打印点东西都可以!\r\n"); }//2021/8/11 不是很懂为什么这里这个while等待必须得加点东西 printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt);
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测试代码 3 , 4（不加条件随便在等待中打印 , 延时 ）：
printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt); printf("send command !\r\n"); COMMAND_GetmoduleID(); while ((Enocean_Data - Read_pt) < ID_blueNum){ printf("不要条件乱打都可以测试过随便打印点东西都可以!\r\n"); //HAL_Delay(1);//延时可以，1ms就可以 }//2021/8/11 不是很懂为什么这里这个while等待必须得加点东西 printf("Enocean_Data is :%d Read_pt is :%d\n\r",Enocean_Data,Read_pt);
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经过测试发现，while 中虽然是干等，但是没有语句就会有问题，不是很明白，因为以前都可以，虽然知道解决办法，但是不知道问题原因，所以也不知道哪种是更优的解决办法！= =！
1.2 串口接收发送不定长度的数据（DMA 方式）
在实际使用中，我没有在 L051 下面测试使用 DMA 利用 IDLE 中断进行 DMA 接收发送，实际上，通过我们上面做的实验和测试，对于目前使用的通讯模块，一包数据会触发 2 次 IDLE 中断的情况，也不太适合。本例程是以前 STM32L1 系列中使用的例程，以前也是在网上参考过其他人的设计然后自己用起来的，正好也在这里做个笔记
#define USART3_DMA_REC_SIE 256 //DMAbuf空间大小#define USART3_REC_SIE 512 //接收区空间大小两倍，以保持两条历史数据typedef struct{ uint8_t UsartRecFlag; //接收数据Flag uint16_t UsartDMARecLen; //DMA接收到数据的长度 uint16_t UsartRecLen; //RecBuffer中已经存储数据的长度 uint8_t Usart3DMARecBuffer[USART3_DMA_REC_SIE]; //dma uint8_t Usart3RecBuffer[USART3_REC_SIE]; //RecBuffer} Usart3DMAbufstr;extern Usart3DMAbufstr Usart3type;
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void USART3_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART3_IRQn 0 */ HAL_UART_IRQHandler(&huart3); /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 1 */ if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_IDLE) == SET) //判断空闲中断 { u16 res = 0; __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3); //清楚空闲中断标志 HAL_UART_DMAStop(&huart3); //暂时关闭DMA中断 res = huart3.Instance->ISR; res = huart3.Instance->RDR; res = hdma_usart3_rx.Instance->NDTR; //读取DMA接收的那个buf还剩多少空间 Usart3type.UsartDMARecLen = USART3_DMA_REC_SIE - temp; //总空间减去还剩下的空间等于存入数据的空间大小 HAL_UART_RxCpltCallback(&huart3); //手动调用中断回调，因为空闲中断不会主动调用 } /* USER CODE END USART3_IRQn 1 */}
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数据最初都存储在 DMARecBuffer 中，然后转存到 RecBuffer 中。DMARecBuffer 中的数据每接收到新的数据都会清空。
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ //可行选着是否开启多条数据缓存，默认不开启，开启删除下划线 if(huart->Instance == USART3) { // if(Usart3type.UsartRecLen>0）//判断RecLen是否清0，如果没有清零代表上一个数据没有读取 // { // memcpy(&Usart3type.Usart3RecBuffer[Usart3type.UsartRecLen],Usart3type.Usart3DMARecBuffer,Usart3type.UsartDMARecLen); //把数据顺延 // Usart3type.UsartRecLen += Usart3type.UsartDMARecLen;//数据长度增加相应的位数 // } // else // { memcpy(Usart3type.Usart3RecBuffer,Usart3type.Usart3DMARecBuffer,Usart3type.UsartDMARecLen); //把输入放入buf开头 Usart3type.UsartRecLen = Usart3type.UsartDMARecLen; //记录数据长度 // } memset(Usart3type.Usart3DMARecBuffer, 0x00, sizeof(Usart3type.Usart3DMARecBuffer)); //把DMA缓存中的数据清空，方便下一次接收 Usart3type.UsartRecFlag = 1; //RecFlag置1，代表RecBuffer中有数据 HAL_UART_Receive_DMA(&huart3,Usart3type.Usart3DMARecBuffer,USART3_DMA_REC_SIE); //重新开启DMA中断，方便再一次接收 }}
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在相应的程序中把上面的代码添加好，然后在主函数循环中使用，RecBuffer 中的数据会一直增加，直到用户读取以后才会清空：
if(Usart3type.UsartRecFlag == 1)//如果Recbuffer中有数据{ HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart3type.Usart3RecBuffer,256,0xffff);//把RecBuffer中的数据发送到串口1 memset(Usart3type.Usart3RecBuffer, 0x00, sizeof(Usart3type.Usart3RecBuffer));//读取完数据后记得一定要把RecBuffer中的数据清除 Usart3type.UsartRecFlag = 0;//标志位清0 Usart3type.UsartRecLen = 0;//已有数据长度清0}
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1.3 环形缓冲区
因为单单靠数组方式，接收处理，总感觉不是那么聪明，有时候需要干等，所以还是得花时间研究下环形缓冲区。。。
二、串口接收卡死处理
在使用了了段时间后，测试部反馈偶尔会有串口卡死说明，最终就是接收不到串口数据，但是轮询发送是正常，后来查阅了一些资料，找到了需要处理的地方，这里特此来记录一下。
2.1 清除错误标志位
在使用 HAL 库的时候，有 4 个错误 flag，如下图：
出错的时候，HAL 库会把以上 flag 置位如果不清除就再也接收不到数据了。
所以我们可以在需要的时候使用，下面的语句清除错误标志:
__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_PE);//清标志 __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_FE); __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_NE); __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_ORE);
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比如，在我清除串口接收缓存的函数中，我加上了这几句代码：
这是实际使用的情况，我并没有详细的测试到底是哪一个错误置位了，在自己了解的简单产品上，直接一步到位也是一种方式。
2.2 HAL 库函数问题
产品使用了上面的串口清除错误标志，在压力测试下下面还是有问题：
现象就是串口发送正常，但是永远接收不到数据了。
实在是没办法，后来继续找答案。
最后确实发现网上也有小伙伴遇到过相同的问题，我使用的是 HAL_UART_Receive_IT 开启中断：
在这个函数中有这么一段：
里面有个加锁操作，正式因为这个加锁操作，如果收发同时进行，会有概率卡死。
这个时候的处理方式就是手动解锁，每次接收到一个字节后需要再次开启中断接收，判断一下是否有错误：
判断的语句如下：
if(huart->Instance == LPUART1){ Enocean_Data++; if(Enocean_Data > 98)Enocean_Data = 0; while(HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1, (uint8_t *)&USART_Enocean_BUF[Enocean_Data], 1) != HAL_OK){ hlpuart1.RxState = HAL_UART_STATE_READY; __HAL_UNLOCK(&hlpuart1); } }
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结语
具体我后期会单独使用一篇文章来说明这个问题吗，本文只是为了说明基本的串口使用，这个问题的详细说明以及解决方法我还需要一点时间。
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