STM32 HAL USART驱动程序：此语法如何工作？

Posted 2021-05-04

我正在学习STM32编程，并试图在GPIO引脚上使用USART外设实现简单的异步串行通信。

HAL qazxsw pom描述了如何使用HAL UART驱动程序：

1. 声明USART_HandleTypeDef结构
2. 实现HAL_UART_transmit（） 启用UART和GPIO时钟 配置GPIO
3. 编程USART_InitTypeDef中的通信参数
4. 调用HAL_USART_Init（）

当我编写代码时，我声明了USART_HandleTypeDef，本能地填充了我的USART_InitTypeDef结构并开始填充HandleTypeDef：

manual

然后我注意到要填充的数据字段很多。参考手册和网络上的代码示例，我注意到没有人真正定义所有USART_HandleTypeDef字段 - 它们在某个步骤中以某种方式组合了HandleTypeDef和InitTypeDef，如下所示：

  USART_HandleTypeDef UsartHandle;

  USART_InitTypeDef UsartInit;
  UsartInit.BaudRate   = 9600;
  UsartInit.WordLength = USART_WORDLENGTH_8B;
  UsartInit.StopBits   = USART_STOPBITS_1;
  UsartInit.Parity     = USART_PARITY_NONE;
  UsartInit.Mode       = USART_MODE_TX_RX;

  UsartHandle.Instance = USART6;
  UsartHandle.Init     = &UsartInit;
  /* do I really have to init EVERY data field? */

  HAL_USART_Init(&UsartHandle);

这是如何运作的？我需要学习C语法的哪一部分，以了解UartHandle.Init.xxx来自何处？按照我的计划，是否有可能“走很长的路”？如果我没有填充HandleTypeDef的每个数据字段，它们在哪里被初始化？

PS。我没有使用STM32推荐的IDE或CubeMX，使用PlatformIO在Linux上工作。主板：STM32F746发现套件

PPS。我真的不确定是将这个问题放在这里还是放在电子堆栈上。如果它不适合这个堆栈交换，请纠正我或移动问题。

答案

这是如何运作的？我需要学习C语法的哪一部分，以了解UartHandle.Init.xxx来自何处？

这是基本的C struct语法。 UART_HandleTypeDef UartHandle; UartHandle.Init.BaudRate = 9600; UartHandle.Init.WordLength = UART_DATABITS_8; UartHandle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; UartHandle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; UartHandle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; UartHandle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; UartHandle.Init.Instance = USART1; HAL_UART_Init(&UartHandle); 结构包含一个名为USART_HandleTypeDef的USART_InitTypeDef结构的实例。您可以将其视为嵌套结构。您可以使用重复的'Init'引用嵌套结构的成员。请注意，.成员不是指向Init结构的指针。它实际上是USART_InitTypeDef实例中包含的完整USART_InitTypeDef实例。

按照我的计划，是否有可能“走很长的路”？

是的，除了您的代码包含错误。你需要做这样的任务。

USART_HandleTypeDef

请记住，UsartHandle.Init = UsartInit; // Note no `&` 的Init成员不是指针而是完整的结构。因此，您需要为其分配完整的结构，而不是指针。

但是要意识到，当你定义你的USART_HandleTypeDef变量时，你要为结构的一个实例分配空间。如果UsartInit是一个函数局部变量，那么该空间很可能在堆栈上。您的初始化语句正在初始化结构的副本。然后，当您将UsartInit分配给UsartInit时，编译器会创建将复制结构的全部内容的代码。复制之后，如果你的UsartHandle.Init是一个局部变量，它将超出范围并被取消分配。

实际上没有必要为自己的UsartInit结构定义和分配空间，然后将整个结构复制到USART_InitTypeDef中。 UsartHandle.Init已经包含为其UsartHandle成员分配的空间。因此，简单地直接初始化USART_InitTypeDef成员更有效，就像ST示例代码那样。

如果我没有填充HandleTypeDef的每个数据字段，它们在哪里被初始化？

您无需填写UsartHandle.Init的每个数据字段。请参阅HAL参考手册以了解初始化所需的内容。您可能只需要初始化USART_HandleTypeDef和Instance成员。其余成员由HAL USART驱动程序在内部使用，它们将被驱动程序函数初始化并使用（如果有帮助，您可以将它们视为私有变量）。 API的设计者将结构成员“Init”命名为您的提示，这是您需要初始化的内容。 ST示例代码提供了初始化所需内容的进一步证据。

[Stack Overflow上的几位经验丰富的开发人员建议不要使用ST HAL，并鼓励人们根据设备的参考手册开发自己的驱动程序。意识到这些开发人员拥有多年的经验，他们使用过各种微控制器系列和外设，他们能够理解参考手册并从头开始编写驱动程序。我同意ST HAL增加了一些可能对某些应用程序有害的膨胀。但我不同意初学者应该避免使用ST HAL。 ST HAL适用于许多应用程序，初学者使用起来比从头开始编写自己的驱动程序更容易（特别是考虑到HAL提供的许多示例）。