STM32 Hal库的Uart串口接受

每次编写相关uart相关模块的时候，总是因为未开启 HAL_UART_Receive_IT这个函数导致无法开启中断，中断接受数据。于是我去深入了解了一下它的设计工作逻辑。

工作逻辑

HAL 的UART逻辑是："你必须先提交一个任务，我才帮你在中断里处理。"

这个接受的任务就是：

HAL_UART_Receive_IT(&huart, buffer, length);

HAL_UART_Receive(&huart, buffer, length, time);

HAL_UART_Receive_DMA(&huart, buffer, length);

......

HAL 才能知道：

你要接收多长？
接收的数据存哪里？
接收完要不要回调？
中断来了要怎么处理？

而 只开中断 并不会自动创建任务，所以 HAL 不知道你要干嘛。

为什么开启了中断依旧没有输入

cs 复制代码

  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
    /* USART1 clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**USART1 GPIO Configuration
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }

以上的代码是cubemax生产的Uart初始化函数。函数中只包含了初始化和NVIC的开启。

但是 NVIC 只是"允许"中断发生，但不等于"告诉 HAL 要接收数据"!
HAL_USART_Receive_IT() 等任务函数才是真正让 HAL 开始接收数据的"启动指令"。

说白话：

开中断 = 把门打开，但站台上没人。
HAL_USART_Receive_IT 等函数 = 派一个 HAL 的"接收任务员"站到门口等数据。

没有任务员，自然没人处理数据，即使门是开的。

NVIC 的作用只是当外设产生中断事件时，让 CPU 能响应。

但外设到底能不能产生中断，要看 USART 寄存器 本身有没有打开对应的中断源。

在 STM32 USART 里，中断能不能产生由 CR1, CR2, CR3 决定

例如：

中断类型	要打开的寄存器位
接收缓冲非空 RXNE	USART_CR1_RXNEIE
空闲线路 IDLE	USART_CR1_IDLEIE
发送完成 TC	USART_CR1_TCIE
错误中断	USART_CR3_EIE

如果这些位都没开：

USART 不会产生任何中断事件
NVIC 永远不会触发
中断入口不会进
"看起来"像完全没中断

那 HAL_USART_Receive_IT 做了什么关键动作？

它做了"最后一刀"：

__HAL_USART_ENABLE_IT(huart, USART_IT_RXNE);

也就是：

✔ 打开 RXNEIE（接收数据中断源）

✔ （可能）打开错误中断

✔ 设置 HAL 自己内部状态机

✔ 设置缓冲区指针

如果你没调用 HAL_USART_Receive_IT：

RXNEIE = 0
外设根本不产生中断事件
NVIC 那边即使开着，也永远等不到信号

"只有外设中断源 + NVIC 都开了，才能进中断"

用图画一下：

USART 外设 (CR1/CR3)

↓

中断事件？ NVIC

↓

CPU 是否响应？ CPU → 进入中断函数

你这种情况下：

USART 外设：RXNEIE=0（没开中断源） → 不产生事件 NVIC：开了也没用 → 没有事件传上来 CPU：永远不会进中断

所以不是 "有中断但是没数据"，

而是 压根没有中断事件产生。

如何接受不定长的数据？

HAL_USART_Receive_IT 不能天然处理"不定长接收"。

它必须要传入固定长度，所以不适合不定长协议。

但工程上常用的处理方法如下，我按从"最推荐"到"最不推荐"的顺序给你讲清楚。

方法 1（最推荐）：用 UART + IDLE 中断 + DMA 实现不定长接收

这是 STM32 官方推荐的标准做法，也是所有实际项目里最常用的方案。

逻辑非常简单：

开 DMA 循环接收一个大缓冲区（比如 256 字节）
开 IDLE 中断
只要串口超过一个字符时间没有数据进来（出现"空闲"），

→ 触发 IDLE 中断

→ 数据帧结束

→ 你在 callback 里计算 DMA 已经收到多少字节，就是一帧长度

初始化：(记得初始化DMA)

......(省略了DMA初始化)

HAL_UARTEx_Receive_DMA(&huart, buffer, length);

__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_RXNE);

或者

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1,u8_rxBuffer,COM_BUFFER_LENGTH);

在中断处理函数：

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

{

uint8_t u8_dataLength;

uint8_t u8_flag;

/* Prevent unused argument(s) compilation warning */

if (huart->Instance == USART1)

{

HAL_UART_DMAStop(huart); //停止DMA接收

u8_dataLength = COM_BUFFER_LENGTH - __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);// 获取DMA中传输的数据个数

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1,u8_rxBuffer,COM_BUFFER_LENGTH);

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,u8_rxBuffer,u8_dataLength);

}

/* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,

the HAL_UARTEx_RxEventCallback can be implemented in the user file.

*/

}

为什么这是最佳方式？

因为：

DMA 自动搬运数据，无需每字节进一次中断，只有在接受结束，空闲中断触发时才进入中断
IDLE 中断可以"自然划分帧"
完美适配 不定长度协议（Modbus、ESP8266 AT 指令等）
性能最好、可靠性最高

HAL 最适合不定长数据的方法就是 DMA + IDLE 中断。

方法 2：用 HAL_UART_Receive_IT 只接收 1 个字节 + 自己处理帧

你让 HAL 每次只接收 1 字节：

HAL_UART_Receive_IT(&huart, buffer, 1);

然后在回调函数里继续调用：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

// 你自己把 rx_byte 加到自己的 FIFO 或 buffer 中

buffer[Index++] = rxByte;

// 再次启动下一次1字节接收

HAL_UART_Receive_IT(&huart, buffer, 1);

}

使用HAL_UART_Receive_IT(&huart, buffer, length);这个函数，在每个字节接受完成时，都会进入中断，即使length不为1 。意味着：

每个字节都进一次中断，中断频率高，效率最低
波特率高时 CPU 占用高

故该方法适合中低速串口（9600~115200）。

方法 3（不推荐）：写一个非常大的 length，比如 255 或 1024

比如：

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, RxBuffer, 1024);

然后依靠超时来判断帧是否结束。

但 HAL 的超时机制是 阻塞式 （是给阻塞函数用的），

而 IT 模式没有自动超时。

所以你：

需要自己加硬件定时器

每来一个字节重置超时计时器

超时到了认为一帧结束

这是可以实现的，但既不优雅，也容易出 bug。

所以我只在一些非常简单、低速场景下用这种方式。