1+X 传感网中级备考实例解析：异步串行通信的接收中断（1）

RXNE中断响应过程方法（1）

在USART1串口控制流水灯的实验中，https://www.jianshu.com/p/48817b329231，串口助手发送“mode_1#”命令字后，STM32的USART1 DR寄存器接收到1个字符之后，就会进入到中断服务函数；总结中断执行的过程：

（1）使能中断标志位，CR1寄存器的标志位RXNEIE被置1； 此函数调用之后，会直接配置CR1寄存器的RXNEIE=1;

__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE);

图1：RXNE事件使能

图2：STM32的USART支持的中断事件

（2）响应中断的入口函数

在使能了中断之后，DR数据寄存器只要接收到1个字符，例如，发送命令字“mode_1#”,DR寄存器先接收到一个字符“m”,就会产生中断；USART1_IRQHandler（）函数是USART1中断服务的入口，其中&huart1是访问串口句柄UART_HandleTypeDef，可以通过huart1.TxXferSize,调用结构体定义的成员，

void USART1_IRQHandler(void)//中断响应的入口
{
 
    USER_UART_IRQHandler(&huart1);

}

串口句柄的定义内容，包含了（发送或接收的）数据缓存、数据指针、串口 DMA 相关的变量、各种标志位等等要在整个项目流程中都要设置的各个成员。还有中断服务程序中的回调函数；这样我们在整个程序中就可以方便调用；

UART_HandleTypeDef huart1;

typedef struct __UART_HandleTypeDef
{
  USART_TypeDef                 *Instance;        /*!< UART registers base address        */

  UART_InitTypeDef              Init;             /*!< UART communication parameters      */

  uint8_t                       *pTxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Tx transfer Buffer */

  uint16_t                      TxXferSize;       /*!< UART Tx Transfer size              */

  __IO uint16_t                 TxXferCount;      /*!< UART Tx Transfer Counter           */

  uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Rx transfer Buffer */

  uint16_t                      RxXferSize;       /*!< UART Rx Transfer size              */

  __IO uint16_t                 RxXferCount;      /*!< UART Rx Transfer Counter           */

  DMA_HandleTypeDef             *hdmatx;          /*!< UART Tx DMA Handle parameters      */

  DMA_HandleTypeDef             *hdmarx;          /*!< UART Rx DMA Handle parameters      */

  HAL_LockTypeDef               Lock;             /*!< Locking object                     */

  __IO HAL_UART_StateTypeDef    gState;           /*!< UART state information related to global Handle management
                                                       and also related to Tx operations.
                                                       This parameter can be a value of @ref HAL_UART_StateTypeDef */

  __IO HAL_UART_StateTypeDef    RxState;          /*!< UART state information related to Rx operations.
                                                       This parameter can be a value of @ref HAL_UART_StateTypeDef */

  __IO uint32_t                 ErrorCode;        /*!< UART Error code                    */

#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1)
  void (* TxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Tx Half Complete Callback        */
  void (* TxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Tx Complete Callback             */
  void (* RxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Rx Half Complete Callback        */
  void (* RxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Rx Complete Callback             */
  void (* ErrorCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);             /*!< UART Error Callback                   */
  void (* AbortCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Abort Complete Callback          */
  void (* MspInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);           /*!< UART Msp Init callback                */
  void (* MspDeInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Msp DeInit callback              */
#endif  /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */

} UART_HandleTypeDef;

（3）用户重写中断服务函数
此次项目中，我们注释掉了HAL库原本的HAL_UART_IRQHandler(&huart1);然后重新定义了USER_UART_IRQHandler(&huart1);在中断入口响应函数 USART1_IRQHandler(void)执行以后，我们就直接调用USER_UART_IRQHandler(&huart1)；在main.c中对函数进行定义；

void USER_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
    
{
    if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE) != RESET))//接收一个字节就会产生中断
    {
          __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);
            uart1RxBuff[uart1RxCounter] = (uint8_t)(huart1.Instance->DR & (uint8_t)0x00ff);
           uart1RxCounter++;
       
          __HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE);

    }
    if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET))//接收一组数据/一帧数据就会中断
        
    {   
           __HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);
             uart1RxState = 1;
    }

}

这种方式与我们之前学习的标准库方法比较相似，在中断服务入口函数里，判断标志位，然后做读/写操作，最后清除标志位；没有使用调用HAL库的回调函数，程序代码思路比较简洁；
（4）判断标志位，将数据寄存器DR中接收的低8位字符读取到自己定义的数组中；同时，完成清除标志位RXNE；代码中uart1RxBuff是我们在C语言代码中定义好的数组，准备将DR寄存器的数值读入到数组中；通过在线调试，我们可以看到变化；
从DR寄存器读取数据之后，RXNE会自动被清零；

if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE) != RESET))
uart1RxBuff[uart1RxCounter] = (uint8_t)(huart1.Instance->DR & (uint8_t)0x0i0ff);
           uart1RxCounter++;

图3：单步运行查看数组是否接收到字符

图4：RXNE置1和清零的条件

当RDR移位寄存器中的数据被转移到USART_DR寄存器中，该位被硬件置位。如果USART_CR1寄存器中的RXNEIE为1，则产生中断。对USART_DR的读操作可以将该位清零。

（5）使能IDLE中断，本次项目在RXNE中断响应函数中，开启了IDLE中断，IDLE是空闲线路检测标志位，当一帧数据发送完，下一帧数据还没有发送之前，会有空闲状态；IDLE标志位用于检测一帧数据是否发送完成；在本例中，IDLE使能的代码是：

 __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);

在中断服务函数中又使能了一个新的中断，可能对于初学者有很多疑问；这里注意不属于中断嵌套，IDLE标志位也只有在接收数据的状态下，才可能发生，因为RXNE接收一个字符就会发生中断，而IDLE是接收一帧数据才会发生中断，这里两个状态是可以在一次接收数据的过程中按代码顺序先后发生；所以不存在中断嵌套问题；如果初学者对这里觉得难以理解，也可以将IDLE的使能，在main.c全局变量中进行使能；

（6）产生IDLE中断
当检测到总线空闲时，IDLE位被硬件置位,因为已经开启了USART_CR1中的IDLEIE为’1’，则产生中断；条件判断成立，接收数据状态字置uart1RxState=1；

if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET))//接收一组数据/一帧数据就会中断
        
    {       
           __HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);
             uart1RxState = 1;
    }

IDLE的状态位受到RXNE状态位的影响，先有RXNE状态位置1，检测到IDLE状态情况下，才会进入IDLE的中断响应；表示一帧数据已经接收完成；

（7）禁用IDLE中断；__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE);

总结：通过此篇分析，是帮助同学们理解串口接收中断函数的执行流程；使能函数__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE) 与用户自定义的中断服务函数 USER_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)，配合使用。完成数据接收；此篇没有用到接收中断的回调函数。我们在下篇方法二中进行介绍。