STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制 STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制，轻松跑上 2M 波特率。 STM32 中一般的 DMA 传输方向有内存->内存、外设->内存、内存->外设。通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），在嵌入式开发中一般称为串口，通常用于中、低速通信场景，波特率低有 6400 bps，高能达到 4~5 Mbps。 在 STM32 中使用 DMA 收发数据，可以节约可观的 CPU 处理时间。特别是在高速、大数据量的场景中，DMA 是必须的，而双缓冲区、空闲中断以及 FIFO 数据缓冲区也是非常重要的成分。 在本文中，我们将使用 STM32CubeMX 配置串口，首先使能高速外部时钟，然后设置时钟树。接下来配置串口，选择一个串口，设置模式为 Asynchronous，设置波特率、帧长度、奇偶校验以及停止位长度。然后添加接收和发送的 DMA 配置，注意在 RX 中将 DMA 模式改为 Circular，这样 DMA 接收只用开启一次，缓冲区满后 DMA 会自动重置到缓冲区起始位置，不再需要每次接收完成后重新开启 DMA。 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。全满中断和半满中断都很好理解，就是串口 DMA 的缓冲区填充了一半和填满时产生的中断。而空闲中断是串口在上一帧数据接收完成之后在一个字节的时间内没有接收到数据时产生的中断，即总线进入了空闲状态。 现在网络上大部分教程都使用了全满中断加空闲中断的方式来接收数据，不过这存在了一定的风险：DMA 可以独立于 CPU 传输数据，这意味着 CPU 和 DMA 有可能同时访问缓冲区，导致 CPU 处理其中的数据到中途时 DMA 继续传输数据把之前的缓冲区覆盖掉，造成了数据丢失。所以更合理的做法是借助半满中断实现乒乓缓存。 乒乓缓存是指一个缓存写入数据时，设备从另一个缓存读取数据进行处理；数据写入完成后，两边交换缓存，再分别写入和读取数据。这样给设备留足了处理数据的时间，避免缓冲区中旧数据还没读取完又被新数据覆盖掉的情况。 但是出现了一个小问题，就是 STM32 大部分型号的串口 DMA 只有一个缓冲区，要怎么实现乒乓缓存呢？没错，半满中断。现在，一个缓冲区能拆成两个来用了。看这图我们再来理解一下上面提到的三个中断：接受缓冲区的前半段填满后触发半满中断，后半段填满后触发全满中断；而这两个中断都没有触发，但是数据包已经结束且后续没有数据时，触发空闲中断。 举个例子：向这个缓冲区大小为 20 的程序传送一个大小为 25 的数据包，它会产生三次中断，如下图所示。程序实现原理介绍完成，感谢 ST 提供了 HAL 库，接下来再使用 C 语言实现它们就很简单了。首先开启串口 DMA 接收。 #define RX_BUF_SIZE 20 uint8_t USAR_RX_Buf[RX_BUF_SIZE]; 在上面的例子中，我们定义了一个大小为 20 的缓冲区 USAR_RX_Buf，並将其设置为串口 DMA 的接收缓冲区。然后，我们可以使用 HAL 库提供的函数来开启串口 DMA 接收。 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。在回调函数中，我们可以将数据写入 FIFO 中供应用读取。 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { // 将数据写入 FIFO 中 FIFO_Put(USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); } 在上面的例子中，我们使用 HAL 库提供的回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 来处理数据。在这个函数中，我们将数据写入 FIFO 中供应用读取。这样，我们就可以轻松地实现高速的串口收发机制。 使用 STM32 HAL 库可以轻松地实现高速的串口收发机制，轻松跑上 2M 波特率。同时，我们还可以使用乒乓缓存和空闲中断来避免数据丢失和提高系统的可靠性。

STM32F4系列微控制器是意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M4内核的高性能MCU，广泛应用于嵌入式系统设计。HAL（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）库是STM32官方提供的一个软件框架，旨在提供一种与具体硬件无关的编程接口，使得开发者能更专注于应用程序的逻辑，而无需过多关注底层硬件细节。 在"正点原子HAL库 STM32F4 IIC协议（学习自用附源码）"的学习资源中，我们将深入理解如何利用STM32F4的HAL库来实现IIC（Inter-Integrated Circuit）通信协议。IIC是一种多主机、两线式串行总线，常用于微控制器与传感器、显示设备等外设之间的通信，具有低引脚数、简单、高效的特点。 我们需要了解IIC的基本概念和工作原理。IIC协议规定了起始和停止条件、数据传输方向、时钟同步以及数据位的读写规则。主设备通过拉低SCL（时钟线）和SDA（数据线）产生起始条件，然后发送7位的从设备地址和1位的读写方向位。从设备响应后，主设备和从设备就可以通过SDA线交换数据，每次数据传输都由SCL线的上升沿来同步。 在HAL库中，STM32F4的IIC功能通常通过HAL_I2C_Master_Transmit()和HAL_I2C_Master_Receive()等函数来实现。这些函数负责设置IIC接口的配置，如时钟频率、地址模式等，并执行数据的发送或接收。开发者需要先初始化IIC外设，例如： ```c I2C_InitTypeDef InitStruct; HAL_I2C_Init(&hi2c1); InitStruct.ClockSpeed = 100000; // 设置IIC时钟速度为100kHz InitStruct.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2; // 使用2:1的占空比 InitStruct.OwnAddress1 = 0x00; // 设置本机地址，这里是0 InitStruct.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT; // 使用7位地址模式 InitStruct.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE; // 不启用双地址模式 InitStruct.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE; // 关闭通用呼叫模式 InitStruct.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE; // 关闭时钟拉伸模式 HAL_I2C_Init(&hi2c1, &InitStruct); // 初始化I2C外设 ``` 接下来，可以使用HAL_I2C_Master_Transmit()发送数据到从设备，例如发送设备地址和命令字节： ```c uint8_t device_addr = 0x10; // 假设从设备地址为0x10 uint8_t cmd = 0x01; // 命令字节 HAL_StatusTypeDef status = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, device_addr << 1, &cmd, 1, HAL_MAX_DELAY); if (status == HAL_OK) { // 数据发送成功，可以进行后续操作 } else { // 数据发送失败，处理错误 } ``` 接收数据则使用HAL_I2C_Master_Receive()函数，同样需要指定从设备地址和要接收的数据长度： ```c uint8_t data; status = HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, device_addr << 1 | 1, &data, 1, HAL_MAX_DELAY); if (status == HAL_OK) { // 数据接收成功，处理接收到的数据 } else { // 数据接收失败，处理错误 } ``` 在实际应用中，可能还需要处理中断和错误情况，比如使用HAL_I2C_MspInit()和HAL_I2C_MspDeInit()来配置GPIO和NVIC，以及使用HAL_I2C_IsDeviceReady()检测从设备是否存在。 通过这个学习资源，你可以掌握如何在STM32F4平台上使用HAL库实现IIC通信，这对于开发涉及传感器、显示屏或其他IIC设备的项目非常有帮助。结合提供的源码，你可以逐步理解每个步骤的作用，加深对STM32F4和IIC协议的理解，并将这些知识运用到自己的项目中。

SHT20是一款由Sensirion公司生产的高性能湿度和温度传感器，广泛应用于各种环境监测设备和物联网系统中。为了与这种传感器进行通信，开发者通常需要编写I2C驱动程序。在嵌入式系统中，硬件抽象层（HAL）库为开发者提供了与硬件交互的标准接口，简化了驱动开发。本文将详细介绍如何使用HAL库软件模拟I2C驱动来与SHT20传感器通信。 我们需要理解I2C总线协议。I2C是一种多主控、串行通信协议，用于连接微控制器和外围设备。它只需要两根线（SDA和SCL）来实现数据传输，由主设备控制时钟和数据流。SHT20作为从设备，通过响应主设备的命令来提供温度和湿度数据。 在没有硬件I2C接口的情况下，软件模拟I2C驱动程序成为必要的选择。这通常涉及到在GPIO引脚上手动模拟SCL和SDA线的状态变化。HAL库虽然不直接支持软件模拟I2C，但可以通过使用GPIO中断和延时函数来实现。 开发SHT2C驱动程序的关键步骤如下： 1. 初始化GPIO：设置GPIO引脚为推挽输出模式，并初始化I2C时钟频率。对于SCL和SDA引脚，需要设置适当的上下拉电阻以避免信号漂移。 2. 发送起始信号：模拟一个起始条件，即SDA线在SCL高电平时从高变低。 3. 写地址和读写位：发送7位从设备地址，加上1位读/写位（0表示写，1表示读）。每个bit都需要在SCL高电平期间发送SDA线上的值，然后在SCL低电平时保持该状态。 4. 数据传输：对于写操作，逐位发送数据，每发完一位，等待应答信号。对于读操作，主设备需要在每个数据位的时钟高电平期间读取SDA线上的数据。 5. 应答检测：在每个数据传输后，主设备需要检测从设备的应答信号。应答是SDA线在SCL高电平时的一个低电平脉冲。 6. 结束信号：发送停止条件，即SDA线在SCL高电平时从低变高。 7. 错误处理：在传输过程中，如果检测到SDA线的异常状态或超时，应进行错误处理并重新开始通信。 在HAL库中，可以使用HAL_GPIO_WritePin和HAL_GPIO_ReadPin函数来控制GPIO状态，使用HAL_Delay或HAL_DelayEx来实现时序控制。此外，还可以利用中断来处理数据传输和应答检测。 博客链接中的内容可能更详细地解释了如何在实际代码中实现这些步骤。通过阅读并理解这些教程，开发者可以成功地创建一个SHT20传感器的软件模拟I2C驱动，从而在没有硬件I2C支持的平台上进行有效的数据采集。 总结来说，SHT20的HAL库软件模拟I2C驱动程序开发涉及对I2C协议的深入理解、GPIO的精细控制以及对错误条件的处理。通过这样的驱动，开发者能够使微控制器与SHT20传感器建立有效通信，获取环境的温度和湿度数据，为各种应用提供关键的环境信息。

STM32F103操作DS1302时钟芯片串口显示（标准库和HAL库） https://blog.csdn.net/XiaoCaiDaYong/article/details/127517485?spm=1001.2014.3001.5502

windowsxp系统文件用于文件损坏替换用

工程整合了STMicroelectronics的STM32F407ZGT6微控制器、CubeMX配置工具以及HAL（Hardware Abstraction Layer）驱动库，用于实现对AD9959射频信号发生器的控制与驱动。该工程的主要目标是在STM32F407ZGT6微控制器上集成AD9959射频信号发生器，以生成高精度的射频信号。CubeMX工具被用于初始化STM32F407ZGT6微控制器，设置时钟配置、GPIO引脚配置等。HAL驱动库则提供了一系列高层次的API，简化了与微控制器硬件的交互。AD9959是一款高性能的射频信号发生器，能够在宽广的频率范围内产生精确的射频信号。通过该工程，可以利用STM32F407ZGT6微控制器的GPIO功能来控制AD9959的各种设置，例如频率、幅度、相位等参数的调整。通过HAL驱动库，开发人员可以轻松地配置AD9959的寄存器，实现对射频信号的精确控制。整合STM32F407ZGT6、CubeMX和HAL驱动库，以及AD9959，不仅简化了硬件配置和驱动的开发流程，还提供了稳定可靠的平台，以实现复杂的射频信号生成要求。

DHT11温湿度传感器使用说明： https://blog.csdn.net/mcu_fang/article/details/124686729 IO口操作为HAL库生成，读IO口时未使用while死等，DHT11温湿度传感器未连接时也不会造成程序死机，本驱动可移值至其它单片机

使用STM32F103ZET6单片机，HAL库驱动ADXL345，串口进行数据显示 ADXL345 是 ADI 公司推出的基于 iMEMS 技术的 3 轴、数字输出加速度传感器。该加速度传感器的特点有： a. 分辨率高。最高 13 位分辨率。 b. 量程可变。具有+/-2g， +/-4g， +/-8g， +/-16g 可变的测量范围。 c. 灵敏度高。最高达 3.9mg/LSB，能测量不到 1.0°的倾斜角度变化。 d. 功耗低。 40~145uA 的超低功耗，待机模式只有 0.1uA。 e. 尺寸小。整个 IC 尺寸只有 3mm*5mm*1mm， LGA 封装。 ADXL 支持标准的 I2C 或 SPI 数字接口，自带 32 级 FIFO 存储，并且内部有多种运动状态检测和灵活的中断方式等特性。

该实验源码是针对STM32F429微控制器设计的一个基础实验，主要涉及到STM32CUBE MX配置、HAL库的使用以及内部温度传感器的读取。在这个实验中，我们将深入理解以下知识点： 1. **STM32CUBEMX**：STM32CUBEMX是一款强大的图形化配置工具，它可以帮助开发者快速配置STM32微控制器的各种外设，如ADC（模拟数字转换器）、定时器、串口等。通过这个工具，我们可以设置时钟树、初始化GPIO、配置中断等，生成相应的初始化代码，极大地简化了项目启动阶段的工作。 2. **HAL库**：HAL（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）是ST提供的一个跨平台、模块化的库，它为STM32的不同系列提供了一致的API接口，使得开发者可以更专注于应用程序的逻辑，而无需关心底层硬件细节。在本例中，HAL库将被用来操作ADC，读取内部温度传感器的数据。 3. **内部温度传感器**：许多STM32微控制器都集成了内部温度传感器，它可以测量芯片自身的温度。这对于系统监控或环境条件检测的应用非常有用。在STM32F429中，可以通过ADC通道读取其值，经过一定的计算转换成实际温度。 4. **ADC**：模拟数字转换器是单片机处理模拟信号的关键组件。在这个实验中，ADC1将被用来读取内部温度传感器的模拟信号，并将其转化为数字值。STM32F429的ADC支持多种工作模式，例如单次转换、连续转换等，可以根据应用需求进行配置。 5. **C++编程**：尽管STM32通常使用C语言进行开发，但这个实验选择了C++，这意味着代码可能利用了面向对象的特性，如类、对象和继承，以提高代码的可维护性和复用性。 6. **单片机编程**：这个实验属于嵌入式系统的范畴，涉及到如何在微控制器上编写和运行程序。开发者需要理解单片机的内存模型、中断系统、I/O操作等相关概念。 7. **视频讲解**：实验可能包括视频教程，这为学习者提供了直观的教学方式，能够更好地理解代码背后的原理和操作步骤。 在具体实现过程中，开发者首先会使用STM32CUBEMX配置ADC，设置合适的采样时间、转换分辨率、通道选择等参数。然后，通过HAL库的函数初始化ADC并开始转换。读取到的ADC值会经过一定的校准公式转换为实际温度值。这些温度数据可能会被显示在调试终端或者存储起来供后续处理。 通过这个实验，开发者不仅可以熟悉STM32的HAL库使用，还能掌握如何利用内部传感器获取环境信息，是学习STM32开发的好起点。同时，结合视频讲解，学习效果更佳。

STM32F103系列微控制器是基于ARM Cortex-M3内核的高性能微处理器，广泛应用在嵌入式系统设计中。HAL库（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）是ST公司提供的一种软件框架，旨在简化STM32的开发工作，使开发者能够更专注于应用程序逻辑，而不是底层硬件操作。HAL库提供了统一的API接口，使得不同系列的STM32芯片能以相同的方式进行编程。 在"STM32F103系列基于HAL库开发的OLED驱动代码"项目中，主要涉及到以下几个知识点： 1. **STM32F103微控制器**：该芯片具有丰富的外设接口，如SPI、I2C、UART等，适合驱动各种外部设备，包括OLED显示屏。STM32F103系列通常采用72MHz的工作频率，具有高速处理能力。 2. **HAL库的使用**：HAL库通过一组预先定义好的函数，如HAL_SPI_Init()、HAL_SPI_Transmit()等，来控制STM32的外设。使用HAL库可以降低学习曲线，提高代码移植性，同时提供错误处理机制，增强了程序的稳定性。 3. **OLED显示屏驱动**：OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）是一种自发光显示技术，具有高对比度、快速响应和低功耗的特点。常见的OLED驱动方式有SPI或I2C接口，本项目可能使用了其中一种。 4. **SPI/I2C通信协议**：SPI是一种同步串行通信协议，常用于高速数据传输，而I2C则是一种多主机、低速、两线制的通信协议，适用于连接多个外围设备。根据OLED驱动代码，我们需要了解这两种通信协议的基本原理和配置方法。 5. **HAL库中的OLED驱动函数**：可能包括初始化函数（如HAL_SPI_MspInit()，用于设置GPIO引脚、时钟等）、数据传输函数（如HAL_SPI_Transmit()，发送命令或数据到OLED控制器）以及控制函数（如设置显示区域、清屏等）。 6. **OLED显示控制**：OLED通常需要通过一系列命令进行初始化，比如设置显示模式、亮度、扫描方向等。然后，通过发送数据来显示文本、图像或其他内容。这需要对OLED的显示控制器（如SSD1306、SH1106等）的指令集有深入了解。 7. **C语言编程**：编写驱动代码需要熟悉C语言，包括结构体、指针、数组等概念，以及如何使用函数调用来实现特定功能。 8. **软件工程实践**：良好的代码组织和注释习惯对于理解和维护代码至关重要。项目应该包含清晰的函数说明、变量定义以及必要的注释，遵循一定的编码规范。 9. **调试技巧**：在开发过程中，可能需要使用调试器（如STM32CubeIDE内置的STM32CubeProgrammer或JTAG/SWD接口）进行断点调试，查看寄存器状态和内存数据，以找出并修复问题。 通过以上知识点的学习和实践，开发者可以掌握如何使用STM32F103系列MCU结合HAL库，有效地驱动OLED显示屏，实现自定义的图形和文本显示。这对于物联网设备、智能家居、工业控制等领域的应用具有重要的价值。