HAL库：串口不定长数据接收 + 循环收发缓冲区 + 空闲中断收发数据

HAL库：不定长数据接收 + 循环收发缓冲区 + 空闲中断收发数据

串口：多指针定位+收发循环使用缓冲区设计

文件架构：

程序部分大体思路

Uart.h

Uart.c

stm32fxx_It.c

main.c

HAL库：不定长数据接收 + 循环收发缓冲区 + 空闲中断收发数据

串口：多指针定位+收发循环使用缓冲区设计

STM32C8T6单片机一共有20K的RAM

设计介绍：

定义接收、发送缓冲区（2K 2048字节大小） 用于在接收时不频繁进入中断。
定义结构体，成员为：Start End 指针 用于在一次串口接收完毕，程序进入空闲中断时。使用Start、End 标记这一段字节的起始和节数地址。用于读取
定义结构体数组 可以存10段上述的一段字节的起始地址。[0:9]
定义结构体指针 In Out 初始化时，In、Out都指向结构体数组的第一个元素。当接收到一段字节后。In跳到结构体数组的第二个元素。准备一下次接收。当Out和In的地址不同时。代表接收到数据，此时Out可通过第一个元素的Start 和 End 读出这段字节，再跳到下一个元素，等待下次不相同时读出。
定义结构体指针 END END指针固定指向结构体数组的最后一个元素 [9] 当Out跳到最后一个成员，即Out 或 In = END时、在写入、读取后回滚到结构体数组的第一个元素。
接收回卷：约定最大发送值为300。当2048字节的接收缓冲区余量小于最大发送值300时，回卷。重新从起始地址开始缓存
发送回卷：当发送字节数量小于当前发送缓冲余量时，进行回卷。最大值为2048。

文件架构：

Uart.h ：定义了与串口通信相关的数据结构和函数声明，用于管理串口通信中的接收和发送缓冲区，以及串口的初始化操作。
Uart.c ：主要针对串口 1 进行配置为空闲中断，包括初始化参数、设置缓冲区指针、配置 IO 口和使能空闲中断等。实现了数据收发、中断处理及缓冲区管理，确保串口 1 高效稳定地进行数据通信。
stm32fxx_It.c ：主要是 void USART1_IRQHandler(void) 的中断函数：该函数是串口 1 的中断服务函数。首先调用 HAL 库的中断处理函数，后续检测到串口 1 进入空闲状态时，清除空闲中断标志位，计算接收字节数量并累加，然后终止接收，触发终止回调函数。终止函数在Uart.c中
main.c ：在主循环中，通过判断接收和发送缓冲区的指针状态，实现数据的接收和发送，并在指针到达末尾时进行回卷操作。当接收缓冲区有数据时，将其拷贝到发送缓冲区并移动输出指针；当发送缓冲区有数据且处于空闲状态时，发送数据并移动输出指针。

程序部分大体思路

当接收到没有超过最大接收量256 - 1 时，会触发空闲中断。（如果等于256 会同时触发接收完成中断和空闲中断。）

在接受到后， 会进入串口中断中，

在中断判断空闲中断标志位，记录空闲前接收了多少的字节

然后终止当前的接收（否则会继续等到完成接收）。

进入终止接收回调函数。

在函数中会对每次传入的一段字节的起始位和结束位做标记。并且会根据指针的位置进行回卷等操作。

在主函数中。会不断循环检查是否接收到一段字节。即Rx_In_ArrPtr 结构体指针的位置是否与Rx_Out_ArrPtr 的地址相同，如果不同就代表已经记录了一个接收到的一段字节的起始位置。就可以把他移动到发送缓冲区。

在主函数中调用这个函数，在往发送缓冲区移动的时候仍然会对这段字节的起始位和结束位做标记。并且会根据指针的位置进行回卷等操作。

在检查到发送缓冲区的In和Out不同后，有会去判断并发送这一段的字节。

这只是一个大概的顺序，具体的内容去看文件吧。里边的注释挺详细的

Uart.h

#ifndef __UART_H
#define __UART_H#include "string.h" //memry操作用的头文件#define U1_RX_SIZE 2048 //接收、发送数组缓冲区长度 宏定义
#define U1_TX_SIZE 2048
#define U1_RX_MAX  256  //约定发送方单次发送字节 最大值 - 1。//否则当接收满了，就会产生完成回调和空闲回调两个回调。typedef struct
{//用于标记接收到的一段字节的起始和结束位置uint8_t* Start;uint8_t* End;
}LCB;    //location Ctrl Block 位置单元组typedef struct
{/*接收缓冲区配置*/uint32_t    Rx_Counter;          //接收缓冲区 累计收到的字节LCB         Rx_LocationArr[10];  //接收缓冲区 字节段 位置单元组 数组LCB        *Rx_In_ArrPtr;           //用于保存 一段字节的 位置LCB        *Rx_Out_ArrPtr;          //用于根据位置 读出缓冲区中的值LCB        *Rx_End_ArrPtr;          //用于定义位置单元组 数组的终点位置，防止指针越界/*发送缓冲区配置*/uint32_t    Tx_Counter;          //发送缓冲区 累计发送的字节。用于计算余量LCB         Tx_LocationArr[10];  //发送缓冲区 字节段 位置单元组 数组LCB        *Tx_In_ArrPtr;        //用于保存 一段字节的 位置LCB        *Tx_Out_ArrPtr;       //用于根据位置 读出缓冲区中的值LCB        *Tx_End_ArrPtr;       //用于定义位置单元组 数组的终点位置，防止指针越界/*串口处理结构体配置*/UART_HandleTypeDef Uart;         //方便一次配置完成。/*发送忙状态*/uint8_t     Tx_State;
}UCB;    //UART Ctrl Block 串口缓冲区单元组//串口1 初始化
void Uart1_Init(uint32_t Bandrate);
//串口1 接收缓冲区 规则  指针位置 初始化
void Uart1_Ptr_Init(void);
//串口1 发送数据
void Uart1_Tx_Data(uint8_t* data, uint8_t len);//UART2初始化
void Uart2_Init(uint32_t Bandrate);
//UART3初始化
void Uart3_Init(uint32_t Bandrate);//外部声明的总控结构体
extern UCB Uart1;
extern UART_HandleTypeDef Uart2;
extern UART_HandleTypeDef Uart3;#endif

Uart.c

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "Uart.h"//串口1 配置结构体
UCB Uart1;
UART_HandleTypeDef Uart2;
UART_HandleTypeDef Uart3;//定义接收和发送的缓冲区
uint8_t U1_Rx_Buff[U1_RX_SIZE];
uint8_t U1_Tx_Buff[U1_TX_SIZE];UCB uarb1;
//初始化串口1
void Uart1_Init(uint32_t Bandrate)
{Uart1.Uart.Instance = USART1;//选择串口1Uart1.Uart.Init.BaudRate = Bandrate;//波特率Uart1.Uart.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;//数据长度Uart1.Uart.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;//停止位Uart1.Uart.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;//奇偶校验Uart1.Uart.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;//收发模式Uart1.Uart.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;//流控HAL_UART_Init(&Uart1.Uart);/*初始化串口1 缓冲区 规则  指针位置*/Uart1_Ptr_Init();/*使能空闲中断*/__HAL_UART_ENABLE_IT(&Uart1.Uart,UART_IT_IDLE);HAL_UART_Receive_IT(&Uart1.Uart, Uart1.Rx_In_ArrPtr->Start, U1_RX_MAX);//开启接收中断。缓冲区位置为刚才记录的Start。接受的数量为U1_RX_MAX
}
//初始化串口1 缓冲区 规则  指针位置函数
void Uart1_Ptr_Init(void)
{Uart1.Rx_In_ArrPtr  = &Uart1.Rx_LocationArr[0];     //输入 位置数组对 指向 第一个元素Uart1.Rx_Out_ArrPtr = &Uart1.Rx_LocationArr[0];     //输出 位置数组对 指向 第一个元素Uart1.Rx_End_ArrPtr = &Uart1.Rx_LocationArr[9];     //结束 位置指向 最后一个元素Uart1.Rx_Counter = 0;   //用于累加收到的字节数量Uart1.Rx_In_ArrPtr->Start = U1_Rx_Buff;             //记录接收缓冲区的起始地址Uart1.Tx_In_ArrPtr  = &Uart1.Tx_LocationArr[0];     //输入 位置数组对 指向 第一个元素Uart1.Tx_Out_ArrPtr = &Uart1.Tx_LocationArr[0];     //输出 位置数组对 指向 第一个元素Uart1.Tx_End_ArrPtr = &Uart1.Tx_LocationArr[9];     //结束 位置指向 最后一个元素Uart1.Tx_Counter = 0;   //用于累加收到的字节数量Uart1.Tx_In_ArrPtr->Start = U1_Tx_Buff;             //记录接收缓冲区的起始地址
}//串口1 发送数据
void Uart1_Tx_Data(uint8_t* data, uint8_t len)//参数为数据的起始位置，和发送多少
{//判断这次要发送的数据量是不是 小于 剩余缓冲区的大小.是：还能放if( len < (U1_TX_SIZE - Uart1.Tx_Counter) ){Uart1.Tx_In_ArrPtr->Start = &U1_Tx_Buff[Uart1.Tx_Counter]; //记录下一次 开始记录的位置}else    //不够了。回卷{Uart1.Tx_Counter = 0;   //重置计数Uart1.Tx_In_ArrPtr->Start = U1_Tx_Buff; //标记起始地址为缓冲区起始位置}memcpy(Uart1.Tx_In_ArrPtr->Start, data, len);   //拷贝源地址到标记的Start位置Uart1.Tx_Counter += len;    //累加，为下次拷贝做准备Uart1.Tx_In_ArrPtr->End = &U1_Tx_Buff[Uart1.Tx_Counter - 1];//标记EndUart1.Tx_In_ArrPtr++;//准备记录下一次的 起始位置//判断是否指向最后一个元素if(Uart1.Tx_In_ArrPtr == Uart1.Tx_End_ArrPtr){Uart1.Tx_In_ArrPtr = &Uart1.Tx_LocationArr[0];   //回到0号位置}
}//初始化串口2
void Uart2_Init(uint32_t Bandrate)
{Uart2.Instance = USART2;//选择串口2Uart2.Init.BaudRate = Bandrate;//波特率Uart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;//数据长度Uart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;//停止位Uart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;//奇偶校验Uart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;//收发模式Uart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;//流控HAL_UART_Init(&Uart2);
}//初始化串口3
void Uart3_Init(uint32_t Bandrate)
{Uart3.Instance = USART3;//选择串口3Uart3.Init.BaudRate = Bandrate;//波特率Uart3.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;//数据长度Uart3.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;//停止位Uart3.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;//奇偶校验Uart3.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;//收发模式Uart3.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;//流控HAL_UART_Init(&Uart3);
}//定义 强声明 的IO口和时钟打开的 回调函数
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{//判断传入的结构体中第一个成员  来判断是串口1 、 2、 3if(huart->Instance == USART1){__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();   //打开GPIOA时钟__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();  //打开串口1 的时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//TX初始化 PA9GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//输出GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_9;GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;//速度中等为10MHAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//RX初始化 PA10GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;//输入GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_10;GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;//浮空输入HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,3,0);HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);    //配置优先级和使能中断}else if(huart->Instance == USART2)//如果是串口2{__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//打开GPIOA(PA2 PA3)时钟__HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE();//打开串口2 的时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//TX初始化 PA2GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//输出GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_2;GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;//速度中等为10MHAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//RX初始化 PA3GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;//输入GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_3;GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;//浮空输入HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}else if(huart->Instance == USART3)//如果是串口3{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//打开GPIOB(PB10 PB11)时钟__HAL_RCC_USART3_CLK_ENABLE();//打开串口3 的时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//TX初始化 PB10GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//输出GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_10;GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;//速度中等为10MHAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//RX初始化 PB11GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;//输入GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;//浮空输入HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}
}//定义 强声明的 UART 接收完成回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{//判断if(huart->Instance == USART1){}
}//定义 强声明的 UART中断错误回调函数
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{//判断串口if(huart->Instance == USART1){}
}//定义 强声明的 UART发送完成回调函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart->Instance == USART1){Uart1.Tx_State = 0; //退出忙状态}
}//强定义的 串口终止 回调函数
void HAL_UART_AbortReceiveCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{//判断串口if(huart->Instance == USART1){// 标记这次字节段的结束的地址Uart1.Rx_In_ArrPtr->End = &U1_Rx_Buff[Uart1.Rx_Counter - 1]; //从0开始存，所以要减1Uart1.Rx_In_ArrPtr++;   //In指向下一个 位置对结构体 数组的下一个元素//判断是否指向最后一个元素if(Uart1.Rx_In_ArrPtr == Uart1.Rx_End_ArrPtr){Uart1.Rx_In_ArrPtr = &Uart1.Rx_LocationArr[0];   //回到0号位置}//判断缓冲区余量是否小于U1_RX_MAXif( (U1_RX_SIZE - Uart1.Rx_Counter) < U1_RX_MAX ){   //如果小于就回滚Uart1.Rx_Counter = 0;   //计数清零Uart1.Rx_In_ArrPtr->Start = U1_Rx_Buff; //开始指针指向缓冲区起始地址}else//余量还够{//从第一个字节段末尾的下一个地址开始存Uart1.Rx_In_ArrPtr->Start = &U1_Rx_Buff[Uart1.Rx_Counter];   //重新打开中断接收HAL_UART_Receive_IT(&Uart1.Uart, Uart1.Rx_In_ArrPtr->Start, U1_RX_MAX);}}}

stm32fxx_It.c

/*-------------------------------------------------*/
/*                                                 */
/*          实现各种中断服务函数的源文件           */
/*                                                 */
/*-------------------------------------------------*/#include "stm32f1xx_hal.h"   
#include "stm32f1xx_it.h"#include "Uart.h"void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_10);
}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}void USART1_IRQHandler(void)
{HAL_UART_IRQHandler(&Uart1.Uart);if( __HAL_UART_GET_FLAG(&Uart1.Uart,UART_FLAG_IDLE) )//如果进入空闲状态{__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&Uart1.Uart); //清除空闲中断标志位Uart1.Rx_Counter += (U1_RX_MAX - Uart1.Uart.RxXferCount);   //提前读取Count,计算此次字节数量并累加HAL_UART_AbortReceive_IT(&Uart1.Uart);  //终止接收（会清除记录的接收量：Count。有终止回调函数）}
}/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：不可屏蔽中断处理函数                     */
/*参  数：无                                       */
/*返回值：无                                       */
/*-------------------------------------------------*/
void NMI_Handler(void)
{}/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：硬件出错后进入的中断处理函数             */
/*参  数：无                                       */
/*返回值：无                                       */
/*-------------------------------------------------*/
void HardFault_Handler(void)
{}
/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：软中断，SWI 指令调用的处理函数           */
/*参  数：无                                       */
/*返回值：无                                       */
/*-------------------------------------------------*/
void SVC_Handler(void)
{}
/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：可挂起的系统服务处理函数                 */
/*参  数：无                                       */
/*返回值：无                                       */
/*-------------------------------------------------*/
void PendSV_Handler(void)
{}
/*-------------------------------------------------*/
/*函数名：SysTic系统嘀嗒定时器处理函数             */
/*参  数：无                                       */
/*返回值：无                                       */
/*-------------------------------------------------*/
void SysTick_Handler(void)
{  HAL_IncTick();  
}

main.c

#include "stm32f1xx_hal.h"#include "rcc.h"
#include "led.h"
#include "key.h"#include "Uart.h"
/*函 数 名：HAL库：中断方式。实现UART串口数据收发。 定长  20字节 */int main (void)
{HAL_Init();//初始化HAL库RccClock_Init();//配置时钟树72MLED_Init();Uart1_Init(921600);//初始化串口1while(1){   //如果接收缓冲区 In指针和Out指针不是一个地址。那么就说明接收缓冲区有数据了if(Uart1.Rx_Out_ArrPtr != Uart1.Rx_In_ArrPtr){//拷贝这次接收到的字节 到发送缓冲区 .注意是Out 的地址，不是inUart1_Tx_Data( Uart1.Rx_Out_ArrPtr->Start, (Uart1.Rx_Out_ArrPtr->End - Uart1.Rx_Out_ArrPtr->Start +1));Uart1.Rx_Out_ArrPtr++;  //向后挪//如果等于END  则回卷 if( Uart1.Rx_Out_ArrPtr == Uart1.Rx_End_ArrPtr ){Uart1.Rx_Out_ArrPtr = &Uart1.Rx_LocationArr[0]; //记录下一次 开始记录的位置}}//如果发送缓冲区 In指针和Out指针不是一个地址。那么就说明发送缓冲区有数据了。并且此时处于空闲状态if( (Uart1.Tx_Out_ArrPtr != Uart1.Tx_In_ArrPtr) && (Uart1.Tx_State == 0) )//0为空闲。1 为忙{Uart1.Tx_State = 1; //进入忙状态HAL_UART_Transmit_IT( &Uart1.Uart, Uart1.Tx_Out_ArrPtr->Start, (Uart1.Tx_Out_ArrPtr->End - Uart1.Tx_Out_ArrPtr->Start + 1) );Uart1.Tx_Out_ArrPtr++;  //向后挪//如果等于END  则回卷 if( Uart1.Tx_Out_ArrPtr == Uart1.Tx_End_ArrPtr ){Uart1.Tx_Out_ArrPtr = &Uart1.Tx_LocationArr[0]; //记录下一次 开始记录的位置}}}
}