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轮询模式 (Polling)

• 轮询模式最大的优点是实现极其简单、执行路径完全可控，不需要配置 NVIC、中断优先级和 ISR，调试时单步跟踪也直观，适合在串口功能验证或简单裸机场景下快速跑通。
• 但它的缺点也很明显：HAL_UART_Receive()在超时时间内会阻塞主循环，导致 CPU 无法及时处理其他任务，实时性差且 CPU 占用高；波特率越高或数据越密集，越容易因为主循环被卡住而漏收数据，甚至触发 ORE 溢出错误。因此它只适合低波特率、单任务或对实时性要求不高的场景，正式工程里如果后续还要跑多任务或处理高频通信，建议尽早切换其他模式。

/* main.c */#include"main.h"#include"usart.h"/* USER CODE BEGIN PV */volatileuint8_tusart3_rx_buffer[USART3_RX_BUFFER_SIZE];volatileuint16_tusart3_rx_count=0;volatileuint8_tusart3_rx_flag=0;/* USER CODE END PV */intmain(void){/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 */HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART3_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* USER CODE BEGIN WHILE */while(1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *//* ---- 轮询接收 USART3 数据 ---- */uint8_trx_byte=0;HAL_StatusTypeDef status=HAL_UART_Receive(&huart3,&rx_byte,1,100);if(status==HAL_OK){/* 收到一个字节 */if(rx_byte=='\r'||rx_byte=='\n'){/* 一帧结束 */usart3_rx_flag=1;}else{if(usart3_rx_count<USART3_RX_BUFFER_SIZE){usart3_rx_buffer[usart3_rx_count++]=rx_byte;}}}/* HAL_TIMEOUT 表示没有新数据，继续循环即可 *//* ---- 处理一帧数据 ---- */if(usart3_rx_flag){usart3_rx_flag=0;/* 这里解析 usart3_rx_buffer，长度是 usart3_rx_count *//* 例如：回显、协议解析等 */usart3_rx_count=0;/* 清空计数 */}/* 其他任务放在这里 *//* USER CODE END 3 */}}

• HAL_UART_Receive的超时时间：这里用100毫秒，可以根据波特率调整。波特率越高、数据越密集，超时可以设短一点，减少主循环阻塞。

中断模式 (Interrupt)

• STM32 的中断优先级由内核里的NVIC管理，本质是把每个中断的优先级拆成两部分：抢占优先级和子优先级。

  • 抢占优先级：数值越小优先级越高，决定能不能打断正在执行的中断。抢占优先级高的中断可以抢占抢占优先级低的中断，形成中断嵌套。
  • 子优先级：也叫响应优先级，数值越小越优先。但它只在抢占优先级相同时起作用，用来决定多个中断同时挂起时谁先执行；抢占优先级相同时，子优先级高的中断不能打断正在执行的同抢占优先级中断。
  • 如果抢占优先级和子优先级都相同，则按硬件固定的IRQ 编号决定，编号小的优先响应。
  • 中断嵌套：CPU 正在执行一个低抢占优先级的中断服务函数时，来了一个抢占优先级更高的中断，CPU 暂停当前中断，先去执行高优先级中断，执行完再回来继续原来的中断。在 STM32 里，嵌套只和 抢占优先级 有关，和 子优先级 无关。

• STM32 使用优先级寄存器的高 4 位来配置优先级，这 4 位可以按 5 种分组方式划分：

CUBEMX 优先级配置

• HAL 库中配置流程通常是：

HAL_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,1,0);HAL_NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);

• “4 bits for pre-emption priotiry”:即 4 bits 全部用于抢占优先级（相当于 Group 4 / 无子优先级划分）。

• 实际工程中比较推荐的做法是：分组只设置一次，不要中途修改；抢占优先级留给真正紧急的中断，比如保护、高速控制、紧急故障；通信类中断如 USART、SPI、I2C 一般放在中低优先级；SysTick 通常放在较低优先级，避免它频繁打断业务中断。

• [STM32 HAL库][中断]中断优先级，最佳教程，没有之一~

中断实现数据包的接收（串口接收中断+串口空闲中断）

核心思路

• RXNE中断：每收到1个字节触发，将数据存入缓冲区并计数
• IDLE中断：总线空闲超过1个字符时间后触发，标志一帧数据接收完毕
• 当前纯中断方案适合波特率 ≤ 115200、帧长较短的场景，调试简单、逻辑清晰。
  • CPU占用较高：每字节都进中断，921600bps下约每11μs一次中断，不适合持续大数据流
  • 粘帧风险：如果两帧数据间隔小于1个字符时间，IDLE无法区分，会粘成一帧

代码实现（HAL库）

• CubeMX 配置：NVIC 配置使能 USARTx 全局中断，抢占优先级建议设高（如1），避免被其他中断阻塞导致ORE错误

定义全局变量

/* 接收缓冲区与状态变量 */#defineUSART3_RX_BUFFER_SIZE512volatileuint8_tusart3_rx_buffer[USART3_RX_BUFFER_SIZE];// 接收缓冲区volatileuint16_tusart3_rx_count=0;// 当前已接收字节数volatileuint8_tusart3_rx_flag=0;// 一帧接收完成标志

串口初始化（使能RXNE + IDLE中断）

• 在生成的MX_USART3_UART_Init()函数的/* USER CODE BEGIN USART3_Init 2 */区域中添加：

/* USER CODE BEGIN USART3_Init 2 */// 使能串口3的接收中断（RXNE）__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart3,UART_IT_RXNE);// 使能串口3的空闲中断（IDLE）__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart3,UART_IT_IDLE);/* USER CODE END USART3_Init 2 */

• 整体代码如下：

void MX_USART3_UART_Init(void){/*USERCODE BEGIN USART3_Init0*/ /*USERCODE END USART3_Init0*/ /*USERCODE BEGIN USART3_Init1*/ /*USERCODE END USART3_Init1*/ huart3.Instance=USART3;huart3.Init.BaudRate=9600;huart3.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;huart3.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;huart3.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;huart3.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;huart3.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE;huart3.Init.OverSampling=UART_OVERSAMPLING_16;huart3.Init.OneBitSampling=UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;huart3.Init.ClockPrescaler=UART_PRESCALER_DIV1;huart3.AdvancedInit.AdvFeatureInit=UART_ADVFEATURE_NO_INIT;if(HAL_UART_Init(&huart3)!=HAL_OK){Error_Handler();}if(HAL_UARTEx_SetTxFifoThreshold(&huart3, UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8)!=HAL_OK){Error_Handler();}if(HAL_UARTEx_SetRxFifoThreshold(&huart3, UART_RXFIFO_THRESHOLD_1_8)!=HAL_OK){Error_Handler();}if(HAL_UARTEx_DisableFifoMode(&huart3)!=HAL_OK){Error_Handler();}/*USERCODE BEGIN USART3_Init2*/ // 使能串口3的接收中断（RXNE） __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart3, UART_IT_RXNE);// 使能串口3的空闲中断（IDLE） __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart3, UART_IT_IDLE);/*USERCODE END USART3_Init2*/}

中断服务函数

• 找到USART3_IRQHandler，修改为：

voidUSART3_IRQHandler(void){uint8_tres;/* ========== 接收中断（RXNE）========== */if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_RXNE)!=RESET){// 读取数据寄存器（读RDR会自动清除RXNE标志）res=(uint8_t)(huart3.Instance->RDR&0xFF);if(usart3_rx_count<USART3_RX_BUFFER_SIZE){usart3_rx_buffer[usart3_rx_count++]=res;}else{// 缓冲区溢出保护：重置计数，防止数组越界usart3_rx_count=0;}}/* ========== 空闲中断（IDLE）========== */if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_IDLE)!=RESET){// 清除IDLE标志（H7系列推荐写法）__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3);// 一帧数据接收完成if(usart3_rx_count>0){usart3_rx_flag=1;// 通知主循环处理}}/* ========== 错误处理（防止ORE导致卡死）========== */if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_ORE)!=RESET){__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart3,UART_FLAG_ORE);}}

注意：H7系列清除IDLE标志推荐使用__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG()，它内部已正确处理SR/DR读取序列。在 STM32F1/F4 这类老系列里，USART 没有 ICR 寄存器，IDLE 标志的清除方式是硬件规定的软件序列：老版本F1/F4中常用USART1->SR; USART1->DR;。

主循环处理

/* main.c 的 while(1) 中 */while(1){if(usart3_rx_flag==1){usart3_rx_flag=0;// 清除标志/* 此处处理接收到的数据 * 有效数据范围：usart3_rx_buffer[0] ~ usart3_rx_buffer[usart3_rx_count - 1] * 数据长度：usart3_rx_count */// 示例：将接收到的数据原样回发（用于调试验证）HAL_UART_Transmit(&huart3,(uint8_t*)usart3_rx_buffer,usart3_rx_count,1000);// 重置计数器，准备接收下一帧usart3_rx_count=0;}// 其他任务...}

CG

• STM32入门——串口接收中断+串口空闲中断实现数据包的接收编程

• 【电路笔记 STM32】stm32f103 实现HAL_UART_Transmit_DMA + 普通模式/连续模式的 UART DMA 收发

• 串口中断里如果只自己读 RDR（UART 的接收数据寄存器），却没有处理 ORE overrun 错误（上一个字节还没被软件读走，新的字节又来了），也没有在清除 ORE 后再读一次 RDR，就可能丢字节或读到错误字节。

• 开 RTS/CTS 需要硬件支持：MCU 和上位机都要接 RTS/CTS 引脚，并且 CubeMX 里 USART3 的硬件流控要配置成RTS/CTS。如果只有 TX/RX/GND 三根线，就没法用硬件流控，只能靠协议层控制发送节奏。

  • RTS：Request To Send，请求发送。
  • CTS：Clear To Send，允许发送。
  • 如果上位机是连续流，帧间几乎没有空闲，IDLE 可能不会及时触发，甚至可能把多帧拼成一帧；这时要么在上层按帧头/长度拆帧，要么考虑开启 RTS/CTS。

• 硬件 IDLE 空闲中断时长不可配置，固定约为 1 个字符时间；