STM32回调函数使用/定时器/GPIO/串口/ - 教程

回调函数

        回调函数是 HAL 库等框架中，由用户实现、但在特定事件（如定时器周期到达、GPIO 触发）发生时由框架自动调用的函数。

        作用是 “分离通用底层逻辑与用户业务逻辑”—— 比如定时器中断中，HAL 库自动完成标志位判断、清除等通用操作，用户只需在回调函数里写 LED 翻转、数据读取这类具体需求，不用关心底层细节。

        简单说，回调函数就像给框架留的 “接口”：你提前写好要做的事（比如 LED 翻转），告诉框架 “当某个事件发生时，就调用我写的这个函数”，后续事件触发后，框架会自动执行你预留的逻辑，大大简化了代码编写和底层操作的复杂度。

定时器——标准库

定时器初始化完成后记得在主函数中完成初始化！！！

        标准库要求用户直接编写完整的中断服务函数（例如 TIM2_IRQHandler），所有逻辑（包括标志位判断、清除、业务处理）都需要在这个函数中手动实现，没有 “回调函数” 的概念。

例如，标准库实现 TIM2 定时中断的结构是：

// 标准库：中断服务函数需用户完全手动编写
void TIM2_IRQHandler(void)
{// 1. 判断中断标志if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){// 2. 清除中断标志TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);// 3. 业务逻辑（如LED翻转）GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_Pin_15);}
}

如何判断是否产生了中断重叠现象？

就是刚进中断就清除标志位，中断退出之前，再检查一下标志位，如果又置1了，说明中断重叠。

如何得知定时中断执行的时长？

只需要在函数退出之前，读取一下计数器

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定时器——HAL库

HAL 库的回调函数机制：

        HAL 库通过 “底层中断服务函数 + 上层回调函数” 的分层设计，

        将通用逻辑（标志判断、清除）封装在 HAL 库内部（如 HAL_TIM_IRQHandler），

        用户只需实现回调函数（如 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback）来处理业务逻辑，无需关心底层细节。

        在HAL 库环境下，不需要也不建议使用 TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET 来判断中断；

      HAL 库的 HAL_TIM_IRQHandler 函数会自动完成所有已使能的定时器中断标志位的判断与清除，用户在回调函数（如 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback）中无需再处理标志位，只需专注于业务逻辑（如 LED 翻转、数据读取等）即可。

记得开启中断，初始化阶段完成

//手动开启TIM2定时器中断（关键步骤）
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim == (&htim2)){ID++;}
}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM2){ID++;}
}

1. htim->Instance == TIM2

• htim 是 TIM_HandleTypeDef 类型的指针，它的 Instance 成员直接指向定时器的硬件寄存器基地址（例如 TIM2 对应的寄存器基地址是 TIM2 这个宏定义）。
• 这种写法是通过寄存器基地址来判断定时器实例，是 HAL 库中更 “底层” 且通用的判断方式，适用于所有定时器外设。

2. htim == &htim2

• htim2 是用户在初始化时定义的 TIM_HandleTypeDef 类型的结构体变量（例如 TIM_HandleTypeDef htim2;）。
• 这种写法是通过比较结构体变量的地址来判断，要求用户在代码中明确定义了对应的 htim2 变量，且该变量是 TIM2 的配置句柄。

区别与选择建议

对比项	htim->Instance == TIM2	htim == &htim2
依赖条件	仅依赖定时器的寄存器基地址（由芯片定义）	依赖用户定义的 TIM_HandleTypeDef 变量（如 htim2）
通用性	更高（适用于所有定时器，无需关心变量名）	较低（需确保变量名与定时器实例一一对应）
代码可读性	直接体现 “判断定时器硬件实例” 的意图	需结合变量定义才能明确对应关系

GPIO的中断回调——HAL库

触发条件

对比项	External Interrupt Mode（中断模式）	External Event Mode（事件模式）
CPU 参与度	需要 CPU 响应中断，执行回调函数	无 CPU 参与，纯硬件联动外设
延迟性	存在中断响应延迟（微秒级）	硬件级触发，延迟极低（纳秒级）
应用场景	需要 CPU 处理逻辑（如状态判断、数据解析）	仅需硬件联动外设（如定时器启动、DMA 触发）

        在 CubeMX 完成配置后，无需在函数中手动初始化中断的底层硬件逻辑（如 EXTI 寄存器、NVIC 优先级等），这些都由 CubeMX 生成的代码自动完成。你只需关注使能中断和实现回调函数这两个关键步骤，具体如下：

使能外部中断（CubeMX 生成代码已包含，无需手动写）

CubeMX 生成的MX_GPIO_Init()函数会自动初始化 A1 引脚的中断配置，包括：

• 配置 GPIO 为外部中断模式（上升沿 / 下降沿触发）前提记得先上下拉；
• NVIC中配置 EXTI 控制器的中断线映射；
• 配置 NVIC 的中断使能和优先级（即你在 CubeMX NVIC 界面中设置的参数）。

实现中断回调函数（需要用户手动写）

在用户代码中重写HAL_GPIO_EXTI_Callback函数，处理 A1 引脚中断触发后的逻辑：

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)  // 判断是A1引脚触发的中断{// 在这里编写中断触发后的业务逻辑，例如：// 读取引脚电平、控制LED、执行特定任务等HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_15);  // 示例：翻转PE15的LED}
}

串口——HAL库

配置

找定义，进去后一直往下翻，找串口接受的回调函数

串口接收的中断回调函数实现：

回调函数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if (huart->Instance == USART1) // ???????????? USART1{/*    任务！！    */HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)rx_data, sizeof(rx_data)); // ???? UART ????}
}

记得重新开启接收中断：HAL_UART_Receive_IT(...)

        由于 HAL 库的串口中断接收是 “一次性” 的（每次接收完成后会自动关闭中断），必须在回调函数末尾重新调用该函数，才能保证后续数据能继续触发接收中断，实现持续接收。

初始化：

记得在主函数住启用串口中断，如下

// 在main函数初始化后调用，启动USART1的中断接收（接收1字节到rx_data缓冲区）
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)rx_data, 1);

使能串口接收中断，当接收到指定长度（如 1 字节）数据后，自动触发 HAL_UART_RxCpltCallback 回调函数。

串口发送的中断

        发送的函数也可以配合接收的一些函数去使用，但是注意理清楚状态

  HAL_UART_TxCpltCallback 是串口发送完成后的通知机制。当 HAL_UART_Transmit_IT 启动的异步发送过程全部完成（所有字节发送完毕），HAL 库会自动调用该回调函数，用于：

        告知用户 “数据已发送完成”（例如设置发送完成标志位 tx_done = 1）；

        触发后续操作（例如发送下一包数据、释放缓冲区、更新状态指示灯等）。

// 1. 启动异步发送
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t*)tx_data, len);  // 启动发送，立即返回
// 2. 发送过程由硬件中断自动完成（无需CPU干预）
// 3. 发送完成后，HAL库自动调用回调函数
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if (huart->Instance == USART1)  // 确认是USART1的发送完成{// 例如：标记发送完成，用于主循环判断tx_complete_flag = 1;// 例如：继续发送下一包数据// HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, next_tx_data, next_len);}
}

如果仅需 “发送数据” 而无需关心 “是否发送完成”（例如简单的调试信息发送），可以不实现回调函数，HAL_UART_Transmit_IT 仍能正常发送数据。但在多数场景下（如连续发送多包数据、需要确保数据发送成功后再执行下一步），必须通过回调函数获取发送完成的通知，否则无法判断发送状态。