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STM32裸机UART从轮询到中断驱动开发实战

共计 30 章节

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课程导论与开发环境搭建

介绍UART通信的重要性 · 课程目标 · 所需硬件（STM32F103C8T6…

课程导论开发环境搭建

UART协议基础

讲解UART的物理层（TX · RX · GND）

UART协议基础

STM32的USART外设概述

介绍STM32F103的USART1… · 主要寄存器（USART_SR · USART_DR

STM32CubeMX配置UART轮询模式

使用CubeMX选择MCU · 配置时钟（HSE · PLL）

STM32CubeMXUART

轮询模式发送原理与实现

讲解发送数据寄存器（TDR）与移位寄… · TXE标志位的作用 · 编写HAL_UART_Transmi…

轮询模式发送原理实现

轮询模式接收原理与实现

讲解接收数据寄存器（RDR）与移位寄… · RXNE标志位的作用 · 编写HAL_UART_Receive…

轮询模式接收原理实现

轮询模式实战

串口助手收发测试：编写main函数 · 循环接收用户从串口助手发送的字符 · 并原样返回（echo）

轮询模式实战main

轮询模式的性能分析与瓶颈

使用逻辑分析仪或示波器测量轮询模式下… · 分析轮询模式无法处理多任务 · 实时性差的根本原因

轮询模式的性能分…瓶颈

中断系统基础

介绍STM32的中断优先级（NVIC… · 中断向量表 · 中断使能位（USART_CR1的RX…

断系统基础STM32

UART中断接收原理

讲解如何使能接收中断（RXNEIE） · 当接收到一个字节时硬件自动触发中断 · 在ISR中读取DR寄存器清除中断标志

UART断接收原理

UART中断发送原理

讲解如何使能发送完成中断（TCIE）… · 在ISR中写入下一个字节 · 实现非阻塞发送

UART断发送原理

中断驱动接收实战

单字节接收：配置USART1接收中断 · 编写中断服务函数USART1_IRQ… · 将接收到的字节存入全局变量

断驱动接收实战USART1

中断驱动接收实战

环形缓冲区（Ring Buffer）… · 尾指针 · 缓冲区大小）

断驱动接收实战Ring

中断驱动接收实战

环形缓冲区实现 · 实现ring_buf_put · ring_buf_get

断驱动接收实战环形缓冲区实现

中断驱动接收实战

将环形缓冲区与UART中断结合 · 在主循环中调用ring_buf_ge…

断驱动接收实战UART

中断驱动发送实战

单字节非阻塞发送 · 发送中） · 使能TXEIE中断

断驱动发送实战单字节非阻塞发送

中断驱动发送实战

字符串非阻塞发送 · 启动第一个字节的发送 · 后续字节由中断自动完成

断驱动发送实战字符串非阻塞发送

中断驱动发送实战

发送环形缓冲区：设计发送环形缓冲区 · 支持多次调用发送函数而不阻塞 · ISR自动从缓冲区取数据发送

断驱动发送实战发送环形缓冲区

中断优先级与嵌套

讲解如何设置UART中断的抢占优先级… · 以及中断嵌套时的注意事项 · 避免数据丢失

断优先级嵌套

中断驱动串口收发回显程序 · 实现一个完整的非阻塞回显程序 · 主循环可同时执行其他任务（如LED闪…

断驱动串口收发回…中断驱动串口收发…

中断驱动串口命令解析：在回显基础上 · 增加简单的命令解析功能（如输入“LE… · LED_OFF”熄灭LED）

断驱动串口命令解…回显基础上

中断驱动串口打印调试信息 · 通过中断驱动UART发送 · 实现低开销的调试日志

断驱动串口打印调…中断驱动串口打印…

DMA基础知识

介绍DMA（直接存储器访问）的工作原… · STM32的DMA1控制器 · 通道

DMA基础知识

UART DMA发送配置与实现

使用CubeMX配置USART1的D… · 编写HAL_UART_Transmi… · 实现CPU零参与的批量数据发送

UART DMA接收配置与实现

使用CubeMX配置USART1的D… · 编写HAL_UART_Receive… · 实现连续数据接收

UART DMA空闲中断实现不定长接收

讲解DMA空闲中断（IDLE）的原理 · 在空闲中断中计算接收长度 · 实现不定长数据帧的接收

DMA+空闲中断接收不定长数据 · 使用DMA接收数据 · 当总线空闲时触发中断

三种模式对比与选型建议

对比轮询 · 中断 · DMA三种模式的CPU占用率

三种模式对比选型建议

常见问题与调试技巧

UART通信乱码（波特率 · 时钟配置） · 中断不触发（NVIC使能

常见问题调试技巧

课程总结与项目实战展望

回顾从轮询到中断再到DMA的演进过程 · 提出一个综合项目建议（如 · Modbus协议实现）

课程总结项目实战展望