【STM32】详细讲述 USART_IRQHandler() 的工作流程和原理

本文主要是介绍【STM32】详细讲述 USART_IRQHandler() 的工作流程和原理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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这里用串口5的中断处理函数举例讲解。
在STM32中，UART5_IRQHandler是用于处理UART5中断的中断服务程序。为了详细讲述其工作流程和原理，我们可以从以下几个方面来进行说明：

1. UART5的硬件结构：

STM32系列微控制器的UART（通用异步收发器）模块负责串行通信。UART5是其中一个实例，位于特定的硬件地址上。
UART模块通常包括发送（TX）、接收（RX）数据寄存器、中断寄存器、状态寄存器等。

2. UART5中断的配置：

为了使用UART5中断，需要先对UART5进行初始化配置，包括波特率、数据位、停止位、校验位等参数。
然后，需要使能UART5中断，并在NVIC（嵌套向量中断控制器）中配置相应的中断优先级。
以下是一个典型的UART5_IRQHandler工作流程示例：

void UART5_Init(void) {// 初始化结构体USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;// 启用时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);// 配置GPIO引脚GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);// 连接引脚到UART5GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_UART5);GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_UART5);// 配置UART5参数USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(UART5, &USART_InitStructure);// 使能UART5中断USART_ITConfig(UART5, USART_IT_RXNE, ENABLE);USART_ITConfig(UART5, USART_IT_TXE, ENABLE);// 配置中断优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART5_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 使能UART5USART_Cmd(UART5, ENABLE);
}

3. UART5中断的触发条件：

UART5中断可以由多种事件触发，如接收数据寄存器非空（RXNE）、发送数据寄存器空（TXE）、传输完成（TC）、过载错误（ORE）、帧错误（FE）、噪声错误（NE）、和溢出错误（OE）等。
每种中断类型都有对应的标志位，可以在UART5的状态寄存器中进行检查。

4. UART5_IRQHandler的工作流程：

当发生UART5中断时，处理器会自动跳转到UART5_IRQHandler中断服务程序。
在UART5_IRQHandler中，首先需要检查是哪种中断类型触发的，通常通过读取UART5的状态寄存器（如USART_SR）来判断。
然后，根据不同的中断类型，执行相应的处理逻辑。以下是一个典型的UART5_IRQHandler工作流程示例：

void UART5_IRQHandler(void) {// 检查接收数据寄存器非空中断if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_RXNE) != RESET) {// 从UART5接收寄存器读取数据uint8_t receivedData = USART_ReceiveData(UART5);// 处理接收到的数据ProcessReceivedData(receivedData);// 清除接收数据寄存器非空中断标志USART_ClearITPendingBit(UART5, USART_IT_RXNE);}// 检查发送数据寄存器空中断if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_TXE) != RESET) {// 向UART5发送寄存器写入数据USART_SendData(UART5, nextByteToSend);// 如果没有更多数据需要发送，禁用TXE中断if (noMoreDataToSend()) {USART_ITConfig(UART5, USART_IT_TXE, DISABLE);}// 清除发送数据寄存器空中断标志USART_ClearITPendingBit(UART5, USART_IT_TXE);}// 检查传输完成中断if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_TC) != RESET) {// 传输完成处理逻辑TransmissionCompleteHandler();// 清除传输完成中断标志USART_ClearITPendingBit(UART5, USART_IT_TC);}// 检查其他错误中断if (USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_ORE) != RESET) {// 处理过载错误OverrunErrorHandler();// 清除过载错误中断标志USART_ClearITPendingBit(UART5, USART_IT_ORE);}// 添加更多错误处理逻辑（如帧错误、噪声错误等）
}

当然，以下是对UART5_IRQHandler工作流程和原理的进一步补充，包括初始化、具体细节和优化建议。

5. 具体细节

中断处理顺序：
- 中断处理顺序应当根据优先级和实际需求进行设计。通常，接收数据中断（RXNE）优先于发送数据中断（TXE），因为数据接收通常是实时性要求较高的操作。
中断标志位的处理：
- 每次处理中断后都要清除相应的中断标志位，以避免重复中断。不同的标志位需要使用不同的清除方法。
接收数据的处理：
- 接收数据的处理逻辑可以根据实际应用需求进行设计，例如将数据存储到缓冲区、解析协议数据包等。
错误处理：
- 错误处理中断（如过载、帧错误、噪声错误等）的处理应当尽可能快速，并记录错误信息以便后续分析。