stm32中的常用函数

autotian2024-12-08 21:45

目录

一、定义声明类

[1.1 预定义](#1.1 预定义)

[1.2 条件编译](#1.2 条件编译)

[1.3 extern 声明](#1.3 extern 声明)

[1.3 typedef 类型别名](#1.3 typedef 类型别名)

[1.4 结构体](#1.4 结构体)

二、基础函数

[2.1 delay类函数](#2.1 delay类函数)

[2.2 printf函数](#2.2 printf函数)

三、GPIO

[3.1 硬件](#3.1 硬件)

[3.2 通用外设驱动模型](#3.2 通用外设驱动模型)

[3.3 例程](#3.3 例程)

四、中断

[4.1. 什么是中断](#4.1. 什么是中断)

[4.2. NVIC](#4.2. NVIC)

[4.3. EXTI](#4.3. EXTI)

[4.4. EXTI和IO映射关系](#4.4. EXTI和IO映射关系)

[4.5. 如何使用中断](#4.5. 如何使用中断)

[4.6. 例程（外部中断控制一个灯亮灭）](#4.6. 例程（外部中断控制一个灯亮灭）)

[五. 串口通信](#五. 串口通信)

[5.1. 数据通信的基础概念](#5.1. 数据通信的基础概念)

[5.2. 串口（RS232）](#5.2. 串口（RS232）)

[5.3. STM32的USART简介](#5.3. STM32的USART简介)

[5.4. HAL库](#5.4. HAL库)

[5.5. USART/UART异步通信配置步骤](#5.5. USART/UART异步通信配置步骤)

[5.6. IO引脚复用功能](#5.6. IO引脚复用功能)

[5.7. 编程实验](#5.7. 编程实验)

六、独立看门狗

[6.1. IWDG简介](#6.1. IWDG简介)

[6.2. STM32系统的复位](#6.2. STM32系统的复位)

[6.3. IWDG的作用](#6.3. IWDG的作用)

[6.4. IWDG工作原理](#6.4. IWDG工作原理)

[6.5. IWDG配置步骤](#6.5. IWDG配置步骤)

[6.6. 实验不及时喂狗，系统将复位](#6.6. 实验不及时喂狗，系统将复位)

一、定义声明类

1.1 预定义
cpp 复制代码 
#define LED1(x) do{ x? \ Hal_GPIO_1:\
HAL_GPIO_2);\
}while(0)   //如果成立执行第一句，如果不成立执行第二句
1.2 条件编译

#if 类似If，如果则执行下面

#ifdef 判断是否已被定义

#ifndef 判断是否未被定义，未被定义则执行下面的

#endif 结束标志

1.3 extern 声明

放在函数/变量前，表示函数/变量在其它文件定义，本文引用

cpp 复制代码 
extern uint16_t g_usart;
extern void delay_us(uint32_t nus);
1.3 typedef 类型别名

typedef 现有类型 新名字

cpp 复制代码 
typedef unsigned char uint8_t;
typedef struct
{
-IO uint32_t CRL;
} gpio_ty;
gpio_ty giox;
1.4 结构体

若干基本数据类型集合组成

struct 结构体名

{

成员列表；

} 变量名列表(可选)；

cpp 复制代码 
struct student
{
int num;
} stu1,stu2;
struct student stu1,stu2;
stu1.num=10;

二、基础函数

2.1 delay类函数

delay_init()函数

用于延时初始化

cpp 复制代码 
void delay_init(uint16_tsysclk)
//输入的unint16为mHz，如f407 168mHz，此处输入168即可

delay_us()函数

微秒延迟函数

cpp 复制代码 
delay_us(unit32_t nus)
//unit32为延迟的微秒数

delay_ms()函数

毫秒延迟函数

cpp 复制代码 
delay_us(unit16_t nms)
//unit16_t为延迟的微秒数
2.2 printf函数

printf()用户调用->C标准库(stdio.h)->fputc()实现输出

stdio.h包括：printf、scanf、putchar、puts等

（1）输出字符串

cpp 复制代码 
printf("字符串\r\n");  //\r\n用于换行

（2）输出控制符

cpp 复制代码 
uint32 t temp= 10;
printf("%d\r\n", temp);
/*%d是输出控制符，temp是输出参数*/

（3）printf("输出控制符1输出控制符2......"，输出参数1，输出参数2，...);

cpp 复制代码 
uint32_t templ=5,uint32 t temp2= 10;
printf("%d%x \r\n", templ,temp2);

（4）printf("非输出控制符 输出控制符 非输出控制符"，输出参数);

cpp 复制代码 
uint32_t temp= 10;
printf("temp= %d 收到over\r\n", temp);

三、GPIO

3.1 硬件

通用输入输出端口，用于采集外部器件信息或控制外部器件工作（输入输出）

STM32工作电压范围：2~3.6V；GPIO识别电压范围：CMOS(VIL -0.3-1.164V逻辑0 VIH1.833-3.6 逻辑1), TTL(FT 兼容5V)；GPIO输出电流：单个IO最大25mA

具备快速翻转特性，每次翻转最快只需两个时钟周期（103默认频率72MHz，最快即36MHz）

每个IO口均可用于中断；

支持8中工作模式。

8种工作模式：

  1. 输入浮空：输入用，完全浮空，状态不定（空闲IO状态不定）；

  2. 输入上拉(Pull->GPIO_PULL)：输入用，内部上拉，默认是高电平（空闲IO高电平）；

  3. 输入下拉：输入用，用内部下拉，默认是低电平（空闲IO低电平）；

  4. 模拟功能：ADC、DAC（专门用于模拟信号输入输出）

  5. 开漏输出：软件的IIC的SDC、SCL等（输出0时外部输出0，不能输出高电平，须外部或内部有上来才能输出高电平-F4内部具有上拉无需外部）；

  6. 推挽输出：驱动能力强，25mA（max）（可输出高低电平，驱动能力强）；

  7. 开漏式复用功能：片上外设功能（硬件IIC的SDL、SCL）（不用寄存器控制，由片上外设控制，对于F1同样需要外部上拉输出高电平）

  8. 推挽式复用功能(Mode->GPIO_MODE_AF_PP)：片上外设功能（SPI的SCK、MISO、MOSI引脚）（片上外设控制，可输出高低电平）

3.2 通用外设驱动模型

四步法：

  1. 初始化

（1）时钟设置：选择时钟源，开启时钟源，

（2）参数设置：选择八种模式之一

使用函数：

（3）IO设置

（4）中断设置（开中断、设NVIC）

  1. 读函数：从外设读取数据

  2. 写函数：往外设写入数据

  3. 中断服务函数：根据中断标志，处理外设各种中断事务

常用函数：

用于开启GPIO时钟：__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()

用于初始化GPIO：HAL_GPIO_Init()

用于控制IO输出高低电平：HAL_GPIO_WritenPin()

每次调用IO翻转一次：HAL_GPIO_TogglePin()

读取IO电平：HAL_GPIO_ReadPin()

3.3 例程
  1. 控制LED灯

对于一个压降为1.83v的led电路，led正端电压3.3V，串联电阻510欧，电流为(3.3-1.83)/510=2.88ma。

8种模式中共4个可以用于输出控制，由于仅简单控制led，无需引入外部，故选择开漏或者推挽。推挽驱动能力强25ma，可以输出高低电平，故可以选择推挽。而开漏输入对于F1没有外部电路无法上拉高电平，但可为高阻态，仍可实现两边高电平。

（1）创建板机驱动文件

在Driver/BSP下创建驱动文件夹LED，添加驱动文件夹，并双击文件夹将新增的led.c文件增加至文文件夹中。

（2）创建驱动文件

cpp 复制代码 
led.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
void led_init(void);    //放入头文件，方便调用
#endif

led.c
#include "./BSP/LED/led.h"
void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;          //定义GPIO初始化结构体
    
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();               //开启GPIOF时钟
    
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_9;            //选择led角5
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //选择推挽模式
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW; //设置低速
    
    HAL_GPIO_Init(GPIOF, &gpio_init_struct);
    
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);             //设定GPIOF第9个引脚初始输出高电平，即灯灭
    
}

创建主函数

cpp 复制代码 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"      
int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7);         /* 设置时钟,168Mhz */
    delay_init(168);                            /* 延时初始化 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */

    while(1)
    {
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); //灯灭
        delay_ms(1000);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);  //灯亮
        delay_ms(1000);
        
    }
  1. 按键控制LED

读取按键转态，可从浮空、上拉、下拉和模拟输入输出选择，开关只有0和1两种状态，从前三种选即可。对于如下图按键电路，开关按下时接地为低电平，断开时为使其为高电平，故需选择上拉模式。由于浮空状态不确定有可能高有可能低，故选择输入上拉模式。

较流水灯，我们增加按键的定义和初始化，以及按键按下的读取：

cpp 复制代码 
#define KEY_PORT0 GPIO_PIN_4 //定义按键引脚

void key_init(void)    //按键初始化
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;          //定义GPIO初始化结构体
    
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               //开启GPIOE时钟
    
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;  //选择输入模式
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;      //选择输入上拉
    gpio_init_struct.Pin=KEY_PORT0;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
}

uint8_t key_scan(void)    //按键读取函数
{
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, KEY_PORT0) ==0 )
    {
        delay_ms(10);   //消抖
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, KEY_PORT0) ==0)
        {
            while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, KEY_PORT0) ==0); //若处于按下状态则一直等待
            return 1;   //按键按下
        }
    }
    return 0;   //按键没有按下
}

int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7);         /* 设置时钟,168Mhz */
    delay_init(168);                            /* 延时初始化 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    key_init();
    while(1)
    {
        if (key_scan())
        {
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, LED_PORT0);
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, LED_PORT1);
        }
        else
        {
            delay_ms(10);
        }
    }
}

四、中断

4.1. 什么是中断

打断CPU执行正常的程序，转而处理紧急程序，然后返回原暂停程序继续执行。

中断意义：高效处理紧急程序，不会一直占用CPU资源。

中断简图：GPIO(上拉输入、下拉输入、浮空输入)->AFIO(F1)/SYSCFG(F4/F7)->EXTI(屏蔽，上升/下降沿)->NVIC(使能、优先级控制)->CPU(处理中断)

4.2. NVIC

NVIC基本概念：嵌套向量中断控制器，属于内核(M3/4/7)，支持256个中断(16内核+240外部)，支持256个优先级，允许裁剪(ST公司裁剪到16个优先级)。

NVIC工作原理：对于外部中断，首先经过ISER/ICER即使能/失能控制器决定是否通过->经过IPR进行优先级排序->送入CPU；对于内部中断，不经过ISER或ICER直接送入SHPR()与IPR同级，进行优先级比对->送入CPU；

基本概念：

（1）抢占优先级(pre)：高优先级可以打断正在执行的低优先级中断；

（2）响应优先级(sub)：抢占优先级相同时，响应优先级高的先执行，但是不能互相打断；

（3）抢占和响应都相同的情况，自然优先级越高，先执行；

（4）自然优先级：中断向量表的优先级；

（5）数值越小，优先级越高

STM32中断优先级分组：0(0位抢占优先级，4为响应优先级-16个)，1(1位抢占优先级-2个，3为响应优先级-8个)，2(2位抢占优先级-4个，2为响应优先级-4个)，3(3位抢占优先级-8个，1为响应优先级-2个)，4(4位抢占优先级-16个，0位响应优先级0个)

一个工程中，一般只设置一次中断优先级分组

NVIC的使用：

（1）设置中断分组：使用函数 HAL_NVIC_SetPriorityGrouping （正点原子HAL_Init默认分组为2）

（2）设置中断优先级：使用函数HAL_NVIC_SetPriority

（3）使能中断：使用函数HAL_NVIC_EnableIRQ

4.3. EXTI

基本概念：外部中断事件控制器，包含20个产生事件/中断请求的边沿检测器，总共20条EXTI线(F1)；

中断：要进入NVIC，有相应的中断服务函数，需要CPU处理

事件：不进入NVIC，仅用于内部硬件自动控制，如：TIM、DMA、ADC

EXTI线0~15：对应GPIO PIN0~15;

EXTI线16：PVD输出；

EXTI线17：RTC闹钟事件；

EXTI线18：USB OTG HS唤醒事件（能够在系统处于停止或者CPU出于CStop模式时生成唤醒事件的外设）

主要特性：每条EXTI线都可以单独配置，选择类型(中断或事件)、触发方式（上升沿、下降沿或者双边沿）、支持软件触发、开启/屏蔽、有挂起状态位

工作原理：对于外部输入，输入进来->边沿检测电路（根据上升沿/下降沿寄存器的配置，判断输入是否满足，如上升为1下降为0，则上升沿可以通过，如果都为0则始终不通过）->或门(选择软件触发或者硬件触发)->请求挂起寄存器->与门(另一测：中断屏蔽寄存器)

4.4. EXTI和IO映射关系

AFIO（F1）：复用功能IO，用于重映射和外部中断映射配置

（1）调试IO配置

（2）重映射IO配置

（3）外部中断配置：配置EXTI中断线0-15对应到哪个具体IO口；

配置AFIO寄存器之前要使能AFIO时钟，使用函数__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();

SYSCFG（F4/F7）:系统配置控制器，用于外部中断映射配置，使用函数__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE(); 使能；

EXTI与IO的对应关系：

（1）EXTI0即控制Px0（0为A~K），由EXTI0[3:0]位控制决定（F1），一个时间只能连接一个；对于F4灯使用SYSCFG_EXTICER1的位控制；

4.5. 如何使用中断

设置输入模式(GPIO)->设置EXTI和IO映射关系(AFIO或SYSCFG)->EXTI(上升沿等)->NVIC(中断分组、优先级、使能)->CPU；

外设中断(USART/TIM/SPI)->NVIC->CPU

GPIO外部中断配置步骤：

（1）使能GPIO时钟；

（2）设置GPIO输入模式；（上下拉，浮空）

（3）使能AFIO/SYSCFG时钟；

（4）设置EXTI和IO对应关系；

（5）设置EXTI屏蔽，上下沿；

（6）设置NVIC：设置优先级分组、设置优先级、使能中断；

（7）设计中断服务函数：编写对应中断服务函数，清中断标志

使用HAL库，步骤2-5使用HAL_GPIO_Init一步到位

STM32 HAL库设置步骤（GPIO外部中断）

（1）使能GPIO时钟，使用__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE

（2）GPIO/AFIO(SYSCFG)/EXTI，使用HAL_GPIO_Init

（3）设置中断分组：HAL_NVIC_SetPriorityGrouping，此函数只设置一次

（4）设置中断优先级：HAL_NVIC_SetPriority

（5）使能中断：HAL_NVIC_EnableIRQ

（6）设计中断服务函数：EXTIx_IRQHandle，中断服务函数，设置中断标志

通用外设驱动模型（四步法）：

（1）初始化：时钟设置、参数设置、IO设置、中断设置值（开中断、设NVIC）（可选）

（2）读函数（可选）：从外设读取数据

（3）写函数（可选）：往外设写入数据

（4）中断服务函数（可选）：根据中断标志，处理各种中断事务

4.6. 例程（外部中断控制一个灯亮灭）

选择KEY0作为LED灯中断控制，按下为低电平，不按下上拉为高电平，选择下降沿触发

cpp 复制代码 
/* 定义 exti.h 头文件 */
#ifndef __EXTI_H
#define __EXTI_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#define EXTI_PORT GPIO_PIN_4
void exti_init(void);
#endif

/* 定义 exti.c */ 文件
#include "./BSP/EXTI/exti.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/* 中断初始化函数*/
void exti_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;          //定义GPIO初始化结构体
    
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               //开启GPIOF时钟
    
    gpio_init_struct.Pin=EXTI_PORT;            //选择led角9
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_IT_FALLING;  //选择中断_下降沿触发
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;          //设置上拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
    
    /* 优先组已设为2故不必再设*/
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 2, 0);     /* 设定中断优先级，其中PIN为4故选择EXTI4，设定抢占优先级为2，响应优先级为0 */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);
}
/* 中断服务函数 */
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(EXTI_PORT); /*公共处理函数，当中断发生时调用此函数，此函数再调用回调函数*/
}
/* 中断回调函数 无需在头文件申明，已在内部申明*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    delay_ms(20); //消抖
    if(GPIO_Pin == EXTI_PORT)       //如果是设定的端口触发则执行
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, EXTI_PORT) == 0)
        {
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, LED_PORT0);
        }
    }
}

五. 串口通信

5.1. 数据通信的基础概念

（1）串行/并行通信

串行：数据逐位按顺序依次传输，传输速率低，抗干扰能力强，通信距离较长，成本低

并行：数据各位通过多条线同时传输，传输速率较高，抗干扰能力较弱，通信距离较短，成本较高

单工：数据只能沿一个方向传输；

半双工：信道只有一个，数据可以沿两个方向传输，但需要分时；

全双工：信道有两条，数据可以同时进行双向传输。

同步通信：存在同步时钟，共用同一时钟信号，在同步时钟基础上进行通信；

异步通信：包含起始位、数据位、数据校验位和停止位，即没有时钟信号，加入一些同步信号。

比特率：每秒钟传送的比特数，单位bit/s；

波特率：每秒钟传送的码元数，单位Baud（如9编码11，上升沿编码1等）

比特率=波特率*log2M，M表示每个码元承载的信息量（二进制则为2，四进制位4）

二进制系统，波特率数值上等于比特率（市场上都为二进制设备，故一般二者数值相等）

（2）串行通信接口

UART：存在TXD发送端、RXD接受端、GND公共地，属于异步通信，全双工；

1-wire：一根数据线（发送/接收），异步通信，半双工；

IIC：包括SCL同步时钟、SDA数据输入/输出，属于同步通信，半双工；

SPI：包括SCK同步时钟、MISO主机输入从机输出、MOSI主机输出从机输入、CS片选信号，同步通信，全双工。

5.2. 串口（RS232）

定义：按位发送和接收的接口，如RS232/422/485等；

RS232(DB9)：包括TXD(pin3)串口数据输出，RXD(pin2)串口数据输入、地线(pin5)信号地；

RS232电平：逻辑1：-15V~-3V，逻辑0：+3V~+15V；(STM32 CMOS电平，逻辑1 3.3V，逻辑0 0V)(51单片机 TTL 逻辑1 5V，逻辑0 0V)

CMOS/TTL电平不能与RS-232电平直接交换信息

（1）通信示意图（电平转换芯片，可以用MAX3232或SP3232等）

两个设备之间的TXD和RXD，必需交差连接，方可正常通信

（2）STM32串口与电脑USB口通信示意图

一帧数据的内容：启动位(占一个位长，保持逻辑0电平)，有效数据位（可选5/6/7/8/9个位畅，LSB最低有效位位0在前，MSB最高有效位在后），校验位（可选占1个位长，也可以没有该位），停止位（必需有，可选占0.5/1/2个位畅，保持逻辑1电平）

5.3. STM32的USART简介

USART通用同步异步收发器，UART通用异步收发器；

USART和UART均可以与外部设备进行全双工异步通信；

串口数据接收过程：外部设备->串行数据输入(RXD引脚)->接收移动位寄存器->接收数据寄存器(RDR)->数据寄存器(DR)->CPU(F1/F4)

发送过程：CPU->数据寄存器(DR)->发送数据寄存器(TDR)->发送移位寄存器->TXD(串行数据输出)->外部设备；

设置波特率：波特率计算公式baud=fck(串口时钟, USART1为PCLK2 72M, 其它串口PCLK1 36M )/(16*USARTDIV分频)，如：波特率设为115200，带入公式可得USARTDIV=39.0625

5.4. HAL库

HAL_PPP_Init()->用于初始化PPP外设的工作参数（GPIO/NVIC/CLOCK等）

如：USART，HAL_UART_Init()->调用MSP函数HAL_UART_Msp_Init()

HAL中断回调 HAL_PPP_IRQHandle()->调用一系列中断回调函数HAL_PPP_xxxCallback() （根据回调函数类型，编写对应的中断处理程序，用户可以选择是否重新定义该函数）

5.5. USART/UART异步通信配置步骤

（1）配置串口工作参数：HAL_UART_Init()

（2）串口底层初始化：HAL_UART_MspInit()

（3）开启串口异步接收中断：HAL_UART_Recive_IT()

（4）设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_EnableIRQ()

（5）编写中断服务函数：USARTx_IRQHandle()、UARTx_IRQHandle()

（6）串口数据发送：USART_DR、HAL_UART_Transmit()

函数：HAL_UART_Init，可以设置波特率、字长、停止位、奇偶校验位、UART模式、硬件流设置、过采样设置；

函数：HAL_UART_Recive_IT(UART_HandleTypeDef*huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)，以中断的方式接收指定字节的数据，形参1是结构体类型指针变量、形参2是指向接收数据缓冲区、形参3是要接收的数据大小（以字节为单位）

函数：USART_DR、HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef*huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)，以阻塞的方式发送指定字节数据，形参1结构体指针变量、形参2指向要发送的数据地址、形参3要发送的数据大小、形参4设置的超时时间（以ms为单位）

5.6. IO引脚复用功能

通用：IO端口的输入或输出由GPIO外设控制；

复用：IO端口的输入或输出是由其它非GPIO外设控制；

IO复用冲突：同一时间IO只能用作一种复用功能，可考虑重映射功能（对于F4往后每个IO均有一个复用器。采用16路复用功能输入，复用器一次仅允许一个外设的复用功能连接至引脚，通过GPIOx_AFRL和GAIOx_AHRH寄存器配置，复位完成后，所有IO都会连接到系统的复用功能0）

5.7. 编程实验
cpp 复制代码 
/* main文件 */
usart_init(115200);                         /* 初始化串口 */
    while(1)
    {
        if(g_usart1_rx_flag==1)
        {
            HAL_UART_Transmit(&g_uart1_handle, (uint8_t *)g_rx_buffer,1 ,1000); /*发送，其中1000是超时*/
            while(__HAL_UART_GET_FLAG(&g_uart1_handle, UART_FLAG_TC) != 1);     /*若未发送完，即标志位不为1，则一直等待*/
            printf("\r\n\r\n");             /* 插入换行 */
            g_usart1_rx_flag=0;
        }
        else
        {
            delay_ms(10);                       /*若未收到，延时10ms*/
        }
    }
}

/* usart.h文件文件 */
extern UART_HandleTypeDef g_uart1_handle;       /* UART句柄 */
extern uint8_t g_rx_buffer[1];                  /* 接收数据缓冲区 发送接收1个字符*/
extern uint8_t g_usart1_rx_flag;                   /*串口接收到数据标志*/

/* usart.c文件 */
 /* 串口1初始化*/
 uint8_t g_rx_buffer[1];                  /* 接收数据缓冲区 发送接收1个字符*/
 uint8_t g_usart1_rx_flag=0;                   /*串口接收到数据标志*/
 UART_HandleTypeDef g_uart1_handle;                  /* UART句柄 */
void usart_init(uint32_t baudrate)
{
    g_uart1_handle.Instance = USART1;                           /* 使用串口1 USART1 */
    g_uart1_handle.Init.BaudRate = baudrate;                    /* 波特率 由初始化函数输入给定*/
    g_uart1_handle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;        /* 字长为8位数据格式 */
    g_uart1_handle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;             /* 一个停止位 */
    g_uart1_handle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;              /* 无奇偶校验位 */
    g_uart1_handle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;        /* 无硬件流控 */
    g_uart1_handle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;                 /* 收发模式 */
    HAL_UART_Init(&g_uart1_handle);                             /* 使能UART1 */
    
    /* 开启串口异步接收中断，形参1是句柄，形参2是接收数据缓冲区，形参3要接收的数据大小（以字节为单位）*/
    HAL_UART_Receive_IT(&g_uart1_handle, (uint8_t *)g_rx_buffer, 1);
}


/*串口底层初始化*/
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;                          /*定义初始化结构体变量*/
    if(huart->Instance == USART_UX)                             /* 如果是串口1，进行串口1 MSP初始化 */
    {
        USART_UX_CLK_ENABLE();                                  /* USART1 时钟使能 */
        USART_TX_GPIO_CLK_ENABLE();                             /* 发送引脚时钟使能 */
        USART_RX_GPIO_CLK_ENABLE();                             /* 接收引脚时钟使能 */

        gpio_init_struct.Pin = USART_TX_GPIO_PIN;               /* TX引脚 */
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;                /* 复用推挽 */
        gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    /* 上拉 */
        gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* 高速 */
        gpio_init_struct.Alternate = USART_TX_GPIO_AF;          /* 复用为USART1 */
        HAL_GPIO_Init(USART_TX_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);   /* 初始化发送引脚 */

        gpio_init_struct.Pin = USART_RX_GPIO_PIN;               /* RX引脚 */
        gpio_init_struct.Alternate = USART_RX_GPIO_AF;          /* 复用为USART1 */
        HAL_GPIO_Init(USART_RX_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);   /* 初始化接收引脚 */

#if USART_EN_RX
        HAL_NVIC_EnableIRQ(USART_UX_IRQn);                      /* 使能USART1中断通道 */
        HAL_NVIC_SetPriority(USART_UX_IRQn, 3, 3);              /* 抢占优先级3，子优先级3 */
#endif
    }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    g_usart1_rx_flag=1;         /*查询此变量即可知道已接收数据*/
}
void USART_UX_IRQHandler(void)
{ 

    HAL_UART_IRQHandler(&g_uart1_handle);       /* 调用HAL库中断处理公用函数 */
    HAL_UART_Receive_IT(&g_uart1_handle, (uint8_t *)g_rx_buffer, 1); /*调用完后会失能，故再次调用*/

}

六、独立看门狗

6.1. IWDG简介

IWDG, Independent watchdog, 独立看门狗

IWDG的本质，能产生系统复位信号的计数器

IWDG的特性，递减的计数器，时钟由独立的RC振荡器提供(可在待机和停机模式下运行)，看门狗激活后，当递减计数器计数到0x000时产生复位

喂狗，计数器计数到0之前，重装在计数器的值，防止复位

6.2. STM32系统的复位

（1）NRST引脚的低电平（外部复位）；

（2）窗口看门狗计数终止（WWDG复位）；

（3）独立看门狗计数终止（IWDG复位）；

（4）软件复位（SW复位）；

（5）低功耗管理复位

6.3. IWDG的作用

（1）异常：外界电磁干扰或者自身系统（硬件或软件）异常造成程序跑飞（陷入某个死循环）

（2）作用：检测外界电磁干扰或硬件异常导致的程序跑飞问题

（3）应用：在一些高稳定性的产品中，并且对时间精度要求较低的场合

独立看门狗是异常处理的最后手段，不可依赖，应在设计时尽量避免异常的发生！

CPU必须及时喂狗，否则系统复位重启！

6.4. IWDG工作原理

（1）启用IWDG后，LSI时钟会自动开启；

（2）LSI时钟频率并不精确，F1用40KHz，F4/F7/H7用32kHz进行计算；

（3）键寄存器(key)：写入0xAAAA进行喂狗，写入0x5555解除PR和PLR寄存器的访问保护，写入0xCCCC启动看门狗工作;

（4）预分频寄存器(IWDG_PR)：设置000预分频=4,001=8,010=16,011=32，100=64,101=128,110=256,111=256;

（5）重装载计数器（IWDG_RLR）：寄存器写入0xAAAA时，重装载值会被传送至计数器中；

（6）IWDG溢出事件计算：Tout=(psc*rlr)/fiwdg，其中Tout是溢出时间, fiwdg是看门狗的时钟源频率, psc是看门狗预分频系数，rlr是看门狗重装载值；

（7）IWDG最短最长超时时间：F1(40kHz)：分频系数设置为4,最短时间0.1ms，分频系数设置为256,最长分频时间26214.4ms；F4(32kHz)：最短时间0.125ms，最长时间32768ms。

6.5. IWDG配置步骤

（1）取消PR/RLR寄存器写保护，设置IWDG预分频系数和重装载值，启动IWDG。使用HAL_IWDG_Init()，使能IWDG，设置预分频系数和重转载值；

（2）及时喂狗，写入0xAAAA到IWDG_KR。使用HAL_IWDG_Refresh()，把重装载寄存器的值重载到计数器中，喂狗

6.6. 实验不及时喂狗，系统将复位

设计程序实现：系统初始化后，串口打印"您还没有喂狗，请及时喂狗!!!\r\n"，初始化IWDG的溢出时间为1s，判断1s内是否喂狗？若未喂狗则系统复位，喂狗则串口打印：已经喂狗\r\n"

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