4. 轮询模式发送与接收：HAL_UART_Transmit()与HAL_UART_Receive()

轮询模式，说白了就是CPU死等。你发一个字节，CPU就站在那盯着状态寄存器，直到硬件说“发完了”，它才挪步干下一件事。接收也一样——没数据来，CPU就卡在函数里不动弹。

很多初学者觉得这太浪费了。没错，是浪费。但在某些场景下，轮询反而是最稳、最不容易出幺蛾子的方式。我做过一个工业控制项目，中断优先级配得乱七八糟，最后调试阶段全靠轮询模式保底。

4.1 阻塞发送：HAL_UART_Transmit()

先看函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(
    UART_HandleTypeDef *huart,
    uint8_t *pData,
    uint16_t Size,
    uint32_t Timeout
);

四个参数：

• huart：串口句柄指针，比如 &huart1
• pData：要发送的数据缓冲区指针
• Size：发送的字节数
• Timeout：超时时间，单位ms

函数内部干了什么？它先把数据写到发送数据寄存器（DR），然后轮询等待TXE（发送寄存器空）标志位。每发完一个字节，再等TC（发送完成）标志位。全部发完才返回。

我习惯在发送前先检查huart->gState状态，确保串口不在忙状态。否则可能触发断言失败。

4.2 阻塞接收：HAL_UART_Receive()

接收函数长这样：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(
    UART_HandleTypeDef *huart,
    uint8_t *pData,
    uint16_t Size,
    uint32_t Timeout
);

参数含义和发送函数完全对称。它等待RXNE（接收寄存器非空）标志位，每收到一个字节就存到pData缓冲区，直到收满Size个字节。

我曾经踩过这个坑：上位机发不定长数据包，我用固定Size去收，结果串口卡死在那。后来改成先收包头再收数据体，分两次调用。

4.3 超时机制与HAL_MAX_DELAY

超时参数怎么设？看场景：

超时值	含义	适用场景
0	不等待，立即返回	查询模式，配合循环使用
1~0xFFFF	指定毫秒数	大多数通信场景
HAL_MAX_DELAY	无限等待，永不超时	调试、回环测试

HAL_MAX_DELAY定义在stm32f1xx_hal_def.h里，值是0xFFFFFFFF。传入这个值后，HAL库内部的滴答计时器溢出判断永远不成立，函数会一直阻塞。

我个人建议：产品代码里别用HAL_MAX_DELAY。万一硬件出问题，程序就死锁了。调试时可以用，但正式发布前一定要改成合理的超时值。

4.4 轮询模式适用场景与性能分析

轮询模式到底什么时候用？我列个表：

场景	推荐模式	原因
调试阶段	轮询	简单、可控、容易定位问题
低速率通信（<115200bps）	轮询	CPU占用可以接受
高波特率（>460800bps）	中断/DMA	轮询会严重拖慢系统
实时性要求高的系统	中断/DMA	轮询阻塞影响任务调度
单次发送少量数据	轮询	代码简洁，延迟可预测

性能上，轮询模式在115200bps下发送100字节大约耗时8.7ms。如果主频72MHz，这期间CPU白白转了约62万条指令。你想想看，如果系统里还有别的任务要跑，这个开销就有点大了。

4.5 实战：串口回环测试

回环测试是验证串口收发通路最直接的方法。把TX和RX短接，发什么就收什么。

硬件连接：

• STM32F103的PA9（USART1_TX）接PA10（USART1_RX）
• 共地

代码实现：

#include "stm32f1xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart1;
uint8_t tx_buffer[] = "Hello STM32!";
uint8_t rx_buffer[32];

void MX_USART1_UART_Init(void)
{
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    while (1)
    {
        // 发送数据
        HAL_UART_Transmit(&huart1, tx_buffer, sizeof(tx_buffer)-1, 1000);

        // 延时一会儿，等数据回环
        HAL_Delay(10);

        // 接收数据（收同样长度）
        HAL_UART_Receive(&huart1, rx_buffer, sizeof(tx_buffer)-1, 1000);

        // 比较收发是否一致
        if (memcmp(tx_buffer, rx_buffer, sizeof(tx_buffer)-1) == 0)
        {
            // 回环成功，可以在这里点个灯
        }
        else
        {
            // 回环失败，数据不一致
        }

        HAL_Delay(1000);
    }
}

回环测试通过后，说明串口硬件和HAL库配置都没问题。接下来就可以放心地做更复杂的通信协议了。