代码规范 usart文档

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2025-11-25 14:28:03 +08:00
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//
// Created by tuxmonkey on 2025/10/28.
//
/**
* @file bsp_usart.c
* @author
* @brief 串口bsp层的实现
* @version beta
* @date
*
* @copyright
*
*/
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_log.h"
#include "stdlib.h"
#include "memory.h"
/* usart service instance, modules' info would be recoreded here using USARTRegister() */
/* usart服务实例,所有注册了usart的模块信息会被保存在这里 */
static uint8_t idx;
static USARTInstance *usart_instance[DEVICE_USART_CNT] = {NULL};
/**
* @brief 启动串口服务,会在每个实例注册之后自动启用接收,当前实现为DMA接收,后续可能添加IT和BLOCKING接收
*
* @todo 串口服务会在每个实例注册之后自动启用接收,当前实现为DMA接收,后续可能添加IT和BLOCKING接收
* 可能还要将此函数修改为extern,使得module可以控制串口的启停
*
* @param _instance instance owned by module,模块拥有的串口实例
*/
void USARTServiceInit(USARTInstance *_instance)
{
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(_instance->usart_handle, _instance->recv_buff, _instance->recv_buff_size);
// 关闭dma half transfer中断防止两次进入HAL_UARTEx_RxEventCallback()
// 这是HAL库的一个设计失误,发生DMA传输完成/半完成以及串口IDLE中断都会触发HAL_UARTEx_RxEventCallback()
// 我们只希望处理第一种和第三种情况,因此直接关闭DMA半传输中断
__HAL_DMA_DISABLE_IT(_instance->usart_handle->hdmarx, DMA_IT_HT);
}
USARTInstance *USARTRegister(USART_Init_Config_s *init_config)
{
if (idx >= DEVICE_USART_CNT) // 超过最大实例数
while (1)
LOGERROR("[bsp_usart] USART exceed max instance count!");
for (uint8_t i = 0; i < idx; i++) // 检查是否已经注册过
if (usart_instance[i]->usart_handle == init_config->usart_handle)
while (1)
LOGERROR("[bsp_usart] USART instance already registered!");
USARTInstance *instance = (USARTInstance *) malloc(sizeof(USARTInstance));
memset(instance, 0, sizeof(USARTInstance));
instance->usart_handle = init_config->usart_handle;
instance->recv_buff_size = init_config->recv_buff_size;
instance->module_callback = init_config->module_callback;
usart_instance[idx++] = instance;
USARTServiceInit(instance);
return instance;
}
/* @todo 当前仅进行了形式上的封装,后续要进一步考虑是否将module的行为与bsp完全分离 */
void USARTSend(USARTInstance *_instance, uint8_t *send_buf, uint16_t send_size, USART_TRANSFER_MODE mode)
{
switch (mode)
{
case USART_TRANSFER_BLOCKING:
HAL_UART_Transmit(_instance->usart_handle, send_buf, send_size, 100);
break;
case USART_TRANSFER_IT:
HAL_UART_Transmit_IT(_instance->usart_handle, send_buf, send_size);
break;
case USART_TRANSFER_DMA:
HAL_UART_Transmit_DMA(_instance->usart_handle, send_buf, send_size);
break;
default:
while (1); // illegal mode! check your code context! 检查定义instance的代码上下文,可能出现指针越界
break;
}
}
/* 串口发送时,gstate会被设为BUSY_TX */
uint8_t USARTIsReady(USARTInstance *_instance)
{
if (_instance->usart_handle->gState | HAL_UART_STATE_BUSY_TX)
return 0;
else
return 1;
}
/**
* @brief 每次dma/idle中断发生时都会调用此函数.对于每个uart实例会调用对应的回调进行进一步的处理
* 例如:视觉协议解析/遥控器解析/裁判系统解析
*
* @note 通过__HAL_DMA_DISABLE_IT(huart->hdmarx,DMA_IT_HT)关闭dma half transfer中断防止两次进入HAL_UARTEx_RxEventCallback()
* 这是HAL库的一个设计失误,发生DMA传输完成/半完成以及串口IDLE中断都会触发HAL_UARTEx_RxEventCallback()
* 我们只希望处理因此直接关闭DMA半传输中断第一种和第三种情况
*
* @param huart 发生中断的串口
* @param Size 此次接收到的总数居量,暂时没用
*/
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
for (uint8_t i = 0; i < idx; ++i)
{
// find the instance which is being handled
if (huart == usart_instance[i]->usart_handle)
{
// call the callback function if it is not NULL
if (usart_instance[i]->module_callback != NULL)
{
usart_instance[i]->module_callback();
memset(usart_instance[i]->recv_buff, 0, Size); // 接收结束后清空buffer,对于变长数据是必要的
}
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(usart_instance[i]->usart_handle, usart_instance[i]->recv_buff,
usart_instance[i]->recv_buff_size);
__HAL_DMA_DISABLE_IT(usart_instance[i]->usart_handle->hdmarx, DMA_IT_HT);
return; // break the loop
}
}
}
/**
* @brief 当串口发送/接收出现错误时,会调用此函数,此时这个函数要做的就是重新启动接收
*
* @note 最常见的错误:奇偶校验/溢出/帧错误
*
* @param huart 发生错误的串口
*/
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
for (uint8_t i = 0; i < idx; ++i)
{
if (huart == usart_instance[i]->usart_handle)
{
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(usart_instance[i]->usart_handle, usart_instance[i]->recv_buff,
usart_instance[i]->recv_buff_size);
__HAL_DMA_DISABLE_IT(usart_instance[i]->usart_handle->hdmarx, DMA_IT_HT);
LOGWARNING("[bsp_usart] USART error callback triggered, instance idx [%d]", i);
return;
}
}
}

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// Created by tuxmonkey on 2025/10/28.
//
#ifndef BSP_USART_H
#define BSP_USART_H
#ifndef TRONONEH7_SCAFFOLD_BSP_USART_H
#define TRONONEH7_SCAFFOLD_BSP_USART_H
#include <stdint.h>
#include "main.h"
#endif //TRONONEH7_SCAFFOLD_BSP_USART_H
#define DEVICE_USART_CNT 5 // 喵板至多分配5个串口
#define USART_RXBUFF_LIMIT 256 // 如果协议需要更大的buff,请修改这里
// 模块回调函数,用于解析协议
typedef void (*usart_module_callback)();
/* 发送模式枚举 */
typedef enum
{
USART_TRANSFER_NONE = 0,
USART_TRANSFER_BLOCKING,
USART_TRANSFER_IT,
USART_TRANSFER_DMA,
} USART_TRANSFER_MODE;
// 串口实例结构体,每个module都要包含一个实例.
// 由于串口是独占的点对点通信,所以不需要考虑多个module同时使用一个串口的情况,因此不用加入id;当然也可以选择加入,这样在bsp层可以访问到module的其他信息
typedef struct
{
uint8_t recv_buff[USART_RXBUFF_LIMIT]; // 预先定义的最大buff大小,如果太小请修改USART_RXBUFF_LIMIT
uint8_t recv_buff_size; // 模块接收一包数据的大小
UART_HandleTypeDef *usart_handle; // 实例对应的usart_handle
usart_module_callback module_callback; // 解析收到的数据的回调函数
} USARTInstance;
/* usart 初始化配置结构体 */
typedef struct
{
uint8_t recv_buff_size; // 模块接收一包数据的大小
UART_HandleTypeDef *usart_handle; // 实例对应的usart_handle
usart_module_callback module_callback; // 解析收到的数据的回调函数
} USART_Init_Config_s;
/**
* @brief 注册一个串口实例,返回一个串口实例指针
*
* @param init_config 传入串口初始化结构体
*/
USARTInstance *USARTRegister(USART_Init_Config_s *init_config);
/**
* @brief 启动串口服务,需要传入一个usart实例.一般用于lost callback的情况(使用串口的模块daemon)
*
* @param _instance
*/
void USARTServiceInit(USARTInstance *_instance);
/**
* @brief 通过调用该函数可以发送一帧数据,需要传入一个usart实例,发送buff以及这一帧的长度
* @note 在短时间内连续调用此接口,若采用IT/DMA会导致上一次的发送未完成而新的发送取消.
* @note 若希望连续使用DMA/IT进行发送,请配合USARTIsReady()使用,或自行为你的module实现一个发送队列和任务.
* @todo 是否考虑为USARTInstance增加发送队列以进行连续发送?
*
* @param _instance 串口实例
* @param send_buf 待发送数据的buffer
* @param send_size how many bytes to send
*/
void USARTSend(USARTInstance *_instance, uint8_t *send_buf, uint16_t send_size, USART_TRANSFER_MODE mode);
/**
* @brief 判断串口是否准备好,用于连续或异步的IT/DMA发送
*
* @param _instance 要判断的串口实例
* @return uint8_t ready 1, busy 0
*/
uint8_t USARTIsReady(USARTInstance *_instance);
#endif