STM32G431串口与hal_delay连用的问题

Question

今天写代码的时候用了串口和hal_delay，但在接收数据的时候发现stm32接收不到数据，但如果把hal_delay去掉的话便能正常运行,stm32接收的时候用的是阻塞式接收,这是问题出现位置的代码,串口接收跳出时间为1s,发送端是每 500ms发送一次数据

void crawl_goods()
{
    Servo_Setangle1(angle1);
    Servo_Setangle4(angle4);
    HAL_Delay(1000);
    Servo_Setangle3(angle3);
    HAL_Delay(1000);
    Servo_Setangle2(angle2);
}

接收串口数据时用的是阻塞式接收

HAL_UART_Receive(&huart3,BUFF1,10,1000);

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在STM32 G431中，HAL_Delay() 函数会占用CPU时间，这可能导致串口通信的中断服务例程（ISR）被延迟执行，从而影响到串口数据的接收。为了解决这个问题，可以尝试以下几种方法：

1. 使用抢占优先级更高的中断: 将串口的中断优先级设置得比延时函数执行时的任务优先级更高，这样即使有延时发生，串口的中断也会得到及时处理。首先，你需要知道当前系统使用的实时操作系统（RTOS）及中断优先级组。对于FreeRTOS，可以在任务创建时设置优先级，而对于没有RTOS的项目，可能需要在中断配置代码中调整。

2. 使用非阻塞方式接收数据: 使用非阻塞方式接收数据，例如通过查询串口状态寄存器判断是否有新数据到达，再进行读取。这种方法不会阻塞其他任务的执行，但需要编写更多的管理代码。

3. 使用硬件定时器: 用硬件定时器替代软件延时，这样不会阻塞CPU，同时也能保证精确的时间间隔。硬件定时器的中断不会受到软件延时的影响。

下面是针对第2点的示例代码，采用查询方式接收数据：

#define UART_TIMEOUT_MS 1000

// 查询接收缓冲区是否已满
uint8_t UART_IsRxBufferFull(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    return (huart->Instance->SR & UART_SR_RXNE) ? 1 : 0;
}

// 非阻塞方式接收数据
int ReceiveDataBlockingless(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *BUFF, int size, uint32_t timeout_ms)
{
    uint32_t start_time = HAL_GetTick();
    int received_count = 0;

    while(received_count < size && HAL_TimeOut == HAL_WaitForEventTimeout(&huart->RxRing, UART_TIMEOUT_OCCURRED, timeout_ms))
    {
        if(UART_IsRxBufferFull(huart))
        {
            BUFF[received_count++] = huar->Instance->DR; // 从DR寄存器读取数据
        }
    }

    return received_count;
}

void crawl_goods()
{
    Servo_Setangle1(angle1);
    Servo_Setangle4(angle4);

    // 使用硬件定时器替换HAL_Delay(1000); 这里省略硬件定时器的初始化和配置代码
    StartHardwareTimer();

    while (!IsHardwareTimerExpired())
    {
        // Do nothing, wait for hardware timer to expire
    }

    StopHardwareTimer();

    Servo_Setangle3(angle3);

    // 同样使用硬件定时器替换HAL_Delay(1000); 这里省略硬件定时器的初始化和配置代码
    StartHardwareTimer();

    while (!IsHardwareTimerExpired())
    {
        // Do nothing, wait for hardware timer to expire
    }

    StopHardwareTimer();

    Servo_Setangle2(angle2);
}

// 在主循环或其他合适的地方调用
uint8_t BUFF1[10];
int data_received = ReceiveDataBlockingless(&huart3, BUFF1, 10, UART_TIMEOUT_MS);
if(data_received > 0)
{
    // 处理接收到的数据
}

对于第3点，关于硬件定时器的实现取决于你使用的具体STM32系列和开发环境。你需要查找相关文档并配置一个硬件定时器来产生指定时间的中断，然后在定时器中断服务程序中调用 HAL_Delay() 或者执行其他动作。这个过程比较复杂，通常涉及到定时器库函数的使用，以及定时器配置的硬编码，这里不再详述。如果你对硬件定时器不熟悉，建议先学习相关的STM32官方文档或教程。