一. 封装UART前的准备工作
1. 数据接收与保存方式
- 收到的数据需要保存，可以使用 buffer 或队列（操作系统支持）。
- 提供统一接口给上层（如APP），避免直接依赖HAL库。
- 如果更换芯片厂商或没有HAL库，直接使用HAL代码会带来维护困难。
- 推荐自行封装，例如 libmodbus、AT指令等，应用程序可直接使用这些封装。
- 串口连接WiFi模块时，AT指令层还可进一步封装，实现网络数据收发。
2. 软件层次结构的引入
- 多层软件架构可减少因芯片变化导致的程序修改。
- 保证程序的稳定性和可移植性，无需大幅调整代码。
推荐的层次结构
- 底层：HAL库
- 第二层：自定义封装
- 第三层：AT命令封装
- 第四层：APP封装
- 第五层：应用程序
3. 硬件连接示例
- 假设STM32与WiFi模块通过串口连接。
4. 函数封装示例
- 实现 AT_send() 函数时，通常会调用 HAL 库的串口发送函数，如：
HAL_UART_Transmit(&huart1, data, len);
- 直接写芯片相关代码会导致移植困难，建议对 HAL 库进行封装，提升代码复用性。
5. 封装函数参数设计
- 自定义 UART 函数时应明确第一个参数表示串口，避免代码写死，增强通用性。
6. 封装的必要性
- 过度依赖底层库函数会导致更换芯片时需要大幅修改代码。
- 建议编写兼容多芯片的封装函数，提升代码适应性。
7. 第三方库兼容
- 无论使用哪家厂商的库，均可通过封装实现第三方库的兼容调用。
8. 抽象硬件操作
- 通常会将硬件操作抽象为结构体，便于管理和扩展。
9. 芯片自定义UART结构体
- 可根据不同芯片实现各自的 UART_Derive 结构体，提升可移植性。
二. HAL库串口发送流程解析![]()
1. STM32cubemx配置步骤
- 打开 STM32cubemx，选择 STM32F103C8T6 并进行配置。
2. 启用外部调试
3. 开启UART1
- 串口配置完成后即可显示相关信息。
4. 开启中断![]()
- 默认参数：115200波特率，8数据位，无校验位，1停止位。
5. 代码生成![]()
- 使用中断发送时，函数只使能中断，不判断发送完成状态。
6. 选择LIB库
- 串口可正常发送数据，配置简单，代码仅需两行即可实现：
/* 使用中断方式发送数据 第一个参数是要用哪个串口 第二个是要发送的数据 第三个是数据长度 */ HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, "100aks\r\n", 8); HAL_Delay(500); /* 等待发送完成 */7. 数据接收与处理
- 测试能否收到数据，使用中断触发接收，但不代表已接收完成。
- 为便于观察，建议使用轮询方式。
- 读取成功返回 OK，否则持续读取，成功后将数据发送出去，1ms即可：
/* 使用中断方式发送数据 第一个参数是要用哪个串口 第二个是要发送的数据 第三个是数据长度 */ HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, "100aks\r\n", 8); HAL_Delay(500); /* 等待发送完成 */ /* 第一个是用哪个串口接收 第二个是接收后存在哪里 第三个是数据长度 第三个参数是超时时间 */ while(HAL_UART_Receive(&huart1, &c, 1, 100) != HAL_OK); c++; /* 累加后发送 */ /* 读取成功后发送出去 */ HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &c, 1); HAL_Delay(1); /* 等待发送完成 */- 累加后进行发送，增加程序趣味性。
- 输入1得到2，发送a得到b，直接使用库函数操作简单。
8. 应用程序需求与问题
- 要求：打印100ask，收到字符后累加并输出。
- 存在问题：
- 更换芯片需修改相关函数。
- 更换串口也需修改相关函数。
- 需改动地方较多，建议进行程序封装。
三. 添加FreeRTOS功能
/* 使用中断方式发送数据 第一个参数是要用哪个串口 第二个是要发送的数据 第三个是数据长度 */ HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, "100aks\r\n", 8); HAL_Delay(100); /* 等待发送完成 */ /* 第一个是用哪个串口接收 第二个是接收后存在哪里 第三个是数据长度 第三个参数是超时时间 */ while(HAL_OK != HAL_UART_Receive(&huart1, &c, 1, 100)); c++;/* 累加后发送 */ /* 读取成功后发送出去 */ HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &c, 1); HAL_Delay(1); /* 等待发送完成 */- 复制代码，准备添加 FreeRTOS 功能。
1. FreeRTOS配置流程
- 打开 cubemx，选择中间键 -> freertos。
- 选择接口，参数默认即可，确保可抢占。
- 若使用 FreeRTOS，建议 HAL 库时钟基准不再用 system tick。
- 若 FreeRTOS 使用 system tick，需将 HAL 库延时等基准时钟切换为 TIM1。
- 修改 HAL 库时钟为 TIM1，生成代码。
2. main.c代码注意事项
- 开启 RTOS 后，main.c 的 while(1) 不再输出内容。
- 原因：main.c 只执行到调度器启动，后续代码不会执行。
- 需将代码写入默认任务中，编译运行后可看到结果。
- 结果可正常输出。
- 建议备份程序，便于后续维护。
