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FIFO是如何结合STM32的DMA去实现串口数据的收发呢

1604 串口

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2021-12-7 07:56:23　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 lining870815844 该类别下有 32 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报王利祥相关推荐 • 怎样使用FIFO去实现串口数据的收发功能呢 1053 • 怎么使用DMA去收发串口的数据？ 1211 • DMA函数怎样去完成对串口数据的收发呢 1575 • STM32F103使用串口DMA收发数据的源码该怎样去实现呢 1129 • 串口直接收发和DMA结合串口收发对比分析哪个好？ 3966 • 如何去实现一种基于STM32的DMA驱动设计呢 851 • 如何去实现STM32F4的DMA控制器的收发配置呢 1530 • 如何去实现stm32f405串口DMA+空闲中断不定长数据收发代码 1512 • STM32HAL库串口空闲中断+DMA是如何去实现串口接收不定长数据的 1430 • 如何实现DMA串口收发数据？ 615 1个回答

1.概述

本文实现如下功能：

通用串口驱动
FIFO结合STM32的DMA实现串口数据的收发。

2.串口驱动相关结构体定义

串口参数结构体
typedef struct{       USART_TypeDef*                      Uartx;                      //指向物理串口的结构体       UartIOCfg                               CfgIO;                      //串口收发管脚配置结构体       USART_InitTypeDef             CfgUart;             //串口参数结构体       NVIC_InitTypeDef                CfgNvic;             //串口中断结构体       UartCfgRx                               CfgRx;                      //串口接收DMA配置结构体       UartCfgTx                               CfgTx;                      //串口发送DMA配置结构体}SerialTypeDef; 串口IO配置结构体
typedef struct{       GPIO_TypeDef*                      TxPort;                               //发送端口       GPIO_TypeDef*                      RxPort;                               //接收端口       INT16U                                     TxPin;                               //发送管脚       INT16U                                     RxPin;                               //接收管脚}UartIOCfg; 接收DMA配置结构体
typedef struct{       DMA_Stream_TypeDef*                DmaStream;                      //DMA流       INT32U                                     DmaChannel;                      //通道       INT16U                                     Used;                               //DMA使用量       FifoTypeDef*                      Fifo;                               //流对应使用的FIFO。       INT16U                                     FifoSize;                      //接收fifo的大小。       NVIC_InitTypeDef                CfgNvic;                      //DMA中断配置结构体}UartCfgRx; 发送DMA配置结构体
typedef struct{       DMA_Stream_TypeDef*                DmaStream;                      //DMA流       INT32U                                     DmaChannel;                      //通道       FifoTypeDef*                      Fifo;                               //流对应使用的FIFO。       INT16U                                     FifoSize;                      //发送fifo的大小。       INT8U*                                     Buff;                               //发送的buff       INT16U                                     BuffSize;                      //发送buff的大小       NVIC_InitTypeDef                CfgNvic;}UartCfgTx;
3.串口驱动实现

3.1 static局部函数

3.1.1串口IO初始化

/****************************************************** @brief bsp_uart_IOCfg* @note 初始化IO为复用，USART或UART* @param serial          指向串口参数* @retval  NONE* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/static void bsp_uart_IOCfg(SerialTypeDef* serial){       GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStructure;       //IO初始化       RCC_AHB1PeriphClockCmd(1<<( (((INT32U)serial->CfgIO.TxPort)-AHB1PERIPH_BASE) / 0x0400 ),ENABLE);       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = (1 << serial->CfgIO.TxPin);       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode       = GPIO_Mode_AF;       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed       = GPIO_Speed_50MHz;       GPIO_InitStructure.GPIO_OType       = GPIO_OType_PP;       GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd       = GPIO_PuPd_UP;       GPIO_Init(serial->CfgIO.TxPort , &GPIO_InitStructure);       RCC_AHB1PeriphClockCmd(1<<( ( ((INT32U)serial->CfgIO.RxPort)-AHB1PERIPH_BASE) / 0x0400 ),ENABLE);       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = (1 << serial->CfgIO.RxPin);       GPIO_Init(serial->CfgIO.RxPort , &GPIO_InitStructure);       //IO复用       if(serial->Uartx == USART1 || serial->Uartx == USART2 || serial->Uartx == USART3)       {             GPIO_PinAFConfig(serial->CfgIO.TxPort , serial->CfgIO.TxPin , 7);             GPIO_PinAFConfig(serial->CfgIO.RxPort , serial->CfgIO.RxPin , 7);       }       if(serial->Uartx == UART4 || serial->Uartx == UART5 || serial->Uartx == USART6)       {             GPIO_PinAFConfig(serial->CfgIO.TxPort , serial->CfgIO.TxPin , 8);             GPIO_PinAFConfig(serial->CfgIO.RxPort , serial->CfgIO.RxPin , 8);       }}
根据串口参数结构体的内容进行相关收发IO的初始化。注意一下几点：

时钟使能：

STM32的标准库中RCC_AHB1PeriphClockCmd参数1可设置为RCC_AHB1Periph_GPIOA到RCC_AHB1Periph_GPIOK。对应内容如下
RCC_AHB1Periph_GPIOA = 1<<( (((INT32U)serial->CfgIO.TxPort)-AHB1PERIPH_BASE) / 0x0400；

RCC_AHB1Periph_GPIOx	值	GPIOx	值
RCC_AHB1Periph_GPIOA	0x00000001	GPIOA	(AHB1PERIPH_BASE + 0x0000)
RCC_AHB1Periph_GPIOB	0x00000002	GPIOB	(AHB1PERIPH_BASE + 0x0400)
RCC_AHB1Periph_GPIOC	0x00000004	GPIOC	(AHB1PERIPH_BASE + 0x0800)
RCC_AHB1Periph_GPIOD	0x00000008	GPIOD	(AHB1PERIPH_BASE + 0x0C00)
RCC_AHB1Periph_GPIOE	0x00000010	GPIOE	(AHB1PERIPH_BASE + 0x1000)
RCC_AHB1Periph_GPIOF	0x00000020	GPIOF	(AHB1PERIPH_BASE + 0x1400)
RCC_AHB1Periph_GPIOG	0x00000040	GPIOG	(AHB1PERIPH_BASE + 0x1800)
RCC_AHB1Periph_GPIOH	0x00000080	GPIOH	(AHB1PERIPH_BASE + 0x1C00)
RCC_AHB1Periph_GPIOI	0x00000100	GPIOI	(AHB1PERIPH_BASE + 0x2000)
RCC_AHB1Periph_GPIOJ	0x00000200	GPIOJ	(AHB1PERIPH_BASE + 0x2400)
RCC_AHB1Periph_GPIOK	0x00000400	GPIOK	(AHB1PERIPH_BASE + 0x2800)

管脚复用：

            USART1，USART2，USART3的收发管脚均复用为功能7。UART4，UART5，USART6管脚复用功能为8需要注意。

3.1.2串口参数初始化

/****************************************************** @brief bsp_usart_UartInit* @note 串口参数初始化* @param serial          指向串口参数* @retval  NONE* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/static void bsp_usart_UartInit(SerialTypeDef* serial){       //使能时钟。       if(serial->Uartx == USART1)             RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);       else if(serial->Uartx == USART2)             RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);       else if(serial->Uartx == USART3)             RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);       else if(serial->Uartx == UART4)             RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4,ENABLE);       else if(serial->Uartx == UART5)             RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART5,ENABLE);       else if(serial->Uartx == USART6)             RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART6,ENABLE);       USART_Init(serial->Uartx, &serial->CfgUart);       USART_Cmd(serial->Uartx, ENABLE);}
根据串口参数结构体中的物理串口进行相应的时钟使能，参数配置。
3.1.3中断初始化

/****************************************************** @brief bsp_usart_NVICCfg* @note 串口中断初始化* @param serial          指向串口参数* @retval  NONE* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/static void bsp_usart_NVICCfg(SerialTypeDef* serial){       USART_ITConfig(serial->Uartx, USART_IT_IDLE, ENABLE);       NVIC_Init(&serial->CfgNvic);       USART_DMACmd(serial->Uartx,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);       USART_DMACmd(serial->Uartx,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);}
3.1.4中断初始化

/****************************************************** @brief bsp_usart_DMACfg* @note 串口DMA配置* @param serial          指向串口参数* @retval  0       成功*       1       申请内存失败* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/static INT8U bsp_usart_DMACfg(SerialTypeDef* serial){       DMA_InitTypeDef                DMA_InitStructure;       //创建接收FIFO       serial->CfgRx.Fifo = func_fifo_Create(serial->CfgRx.FifoSize);       if(serial->CfgRx.Fifo == NULL)             return 1;       serial->CfgRx.Used = 0;       //创建发送FIFO       serial->CfgTx.Fifo = func_fifo_Create(serial->CfgTx.FifoSize);       if(serial->CfgTx.Fifo == NULL)       {             func_fifo_Free(serial->CfgRx.Fifo);             return 1;       }       //创建发送BUFF       serial->CfgTx.Buff = malloc(serial->CfgTx.BuffSize);       if(serial->CfgTx.Buff == NULL)       {             func_fifo_Free(serial->CfgRx.Fifo);             func_fifo_Free(serial->CfgTx.Fifo);             return 1;       }       //接收 DMA配置       DMA_Stream_TypeDef* stream  = serial->CfgRx.DmaStream;       INT32U                               channle = serial->CfgRx.DmaChannel;       if(stream < DMA2_Stream0)             RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);       else             RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);       DMA_DeInit(stream);       while(DMA_GetCmdStatus(stream) != DISABLE)       {}       DMA_InitStructure.DMA_Channel                               = channle;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr       = (u32)&(serial->Uartx->DR);       DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr                = (u32)serial->CfgRx.Fifo->Buf;       DMA_InitStructure.DMA_DIR                                        = DMA_DIR_PeripheralToMemory;       DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                      = serial->CfgRx.FifoSize;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                = DMA_PeripheralInc_Disable;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                      = DMA_MemoryInc_Enable;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize       = DMA_PeripheralDataSize_Byte;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                = DMA_MemoryDataSize_Byte;       DMA_InitStructure.DMA_Mode                                        = DMA_Mode_Circular;       DMA_InitStructure.DMA_Priority                               = DMA_Priority_Medium;       DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode                               = DMA_FIFOMode_Disable;       DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold                = DMA_FIFOThreshold_Full;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst                      = DMA_MemoryBurst_Single;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst             = DMA_PeripheralBurst_Single;       DMA_Init(stream, &DMA_InitStructure);       DMA_Cmd(stream, ENABLE);       NVIC_Init(&serial->CfgRx.CfgNvic);       DMA_Cmd(stream, ENABLE);       DMA_ITConfig(stream, DMA_IT_TC, ENABLE);       //发送       stream  = serial->CfgTx.DmaStream;       channle = serial->CfgTx.DmaChannel;       if(stream < DMA2_Stream0)             RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);       else             RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);       DMA_DeInit(stream);       while(DMA_GetCmdStatus(stream) != DISABLE)       {}       DMA_InitStructure.DMA_Channel                               = channle;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr       = (u32)&(serial->Uartx->DR);       DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr                = (u32)serial->CfgTx.Buff;       DMA_InitStructure.DMA_DIR                                        = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;       DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                      = 0;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                = DMA_PeripheralInc_Disable;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                      = DMA_MemoryInc_Enable;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize       = DMA_PeripheralDataSize_Byte;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                = DMA_MemoryDataSize_Byte;       DMA_InitStructure.DMA_Mode                                        = DMA_Mode_Normal;       DMA_InitStructure.DMA_Priority                               = DMA_Priority_Medium;       DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode                               = DMA_FIFOMode_Disable;       DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold                = DMA_FIFOThreshold_Full;       DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst                      = DMA_MemoryBurst_Single;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst             = DMA_PeripheralBurst_Single;       DMA_Init(stream, &DMA_InitStructure);       DMA_Cmd(stream, ENABLE);       NVIC_Init(&serial->CfgTx.CfgNvic);       DMA_Cmd(stream, ENABLE);       DMA_ITConfig(stream, DMA_IT_TC, ENABLE);       return 0;}
串口DMA初始化需要完成如下内容：

FIFO申请：申请用于DMA接收的FIFO，申请用于DMA发送的数据缓存FIFO
BUFF申请：申请用于DMA发送时使用的BUFF
接收DMA配置为循环模式，地址为FIFO中的BUFF地址，使DMA完成自动循环写入FIFO中。在DMA中断中进行FIFO无数据写入，实现数据的FIFO接收。
发送DMA配置，配置发送地址为上面申请的BUFF地址，发送时将发送FIFO中的内容读取到BUFF中进行DMA发送。
DMA中断配置，使能DMA完成中断。

3.1.5接收数据回调函数

/*****************************************************  * @brief bsp_uart_rx_callback  * @note IDLE中断和DMA完成中断回调函数。  * @param com          端口。  *                par             1 DMA完成中断  *                                        0 IDLE中断。  * @retval  NONE  * @data 2021.01.20  * @auth WXL  * @his    1.0.0.1    2021.01.20    WXL  *                新建文件*****************************************************/static void bsp_uart_rx_callback(SerialTypeDef* serial,INT8U par){ INT16U count = 0; INT16U used = 0; //DMA完成中断调用。 if(par == 1) {          count = serial->CfgRx.FifoSize - serial->CfgRx.Used;//计算本次接收元素个数。          serial->CfgRx.Used = 0;                                                             //DMA为Circular模式，中断中需要清零该变量。 } //IDLE中断调用。 else {          //计算本次接收元素个数。          used = serial->CfgRx.FifoSize - DMA_GetCurrDataCounter(serial->CfgRx.DmaStream);       count = used - serial->CfgRx.Used;       serial->CfgRx.Used = used; }       //更新接收FIFO的指针。 func_fifo_PushNoData(serial->CfgRx.Fifo, count);}
在接收DMA完成中断和串口IDLE中断中调用。计算写入量，将FIFO进行相应操作。以上函数均为局部函数，不对外开放。
3.2全局函数

3.2.1设置串口配置参数为默认

/*****************************************************  * @brief bsp_uart_ParaSetDefault  * @note 设置串口参数未默认IDLE中断和DMA完成中断回调函数。  * @param serial          指向设置的串口  * @retval  NONE  * @data 2021.01.20  * @auth WXL  * @his    1.0.0.1    2021.01.20    WXL  *                新建文件*****************************************************/void bsp_uart_ParaSetDefault(SerialTypeDef* serial){       serial->Uartx = USART1;       serial->CfgIO.RxPin             = 10;       serial->CfgIO.RxPort       = GPIOA;       serial->CfgIO.TxPin       = 9;       serial->CfgIO.TxPort       = GPIOA;       serial->CfgUart.USART_BaudRate                               = 115200;       serial->CfgUart.USART_HardwareFlowControl       = USART_HardwareFlowControl_None;       serial->CfgUart.USART_Mode                                        = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;       serial->CfgUart.USART_Parity                               = USART_Parity_No;       serial->CfgUart.USART_StopBits                               = USART_StopBits_1;       serial->CfgUart.USART_WordLength                               = USART_WordLength_8b;       serial->CfgNvic.NVIC_IRQChannel                                        = USART1_IRQn;       serial->CfgNvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority       = 1;       serial->CfgNvic.NVIC_IRQChannelSubPriority                      = 1;       serial->CfgNvic.NVIC_IRQChannelCmd                                     = ENABLE;       serial->CfgRx.DmaChannel  = DMA_Channel_4;       serial->CfgRx.DmaStream       = DMA2_Stream5;       serial->CfgRx.FifoSize       = 200;       serial->CfgRx.CfgNvic.NVIC_IRQChannel                                        = DMA2_Stream5_IRQn;       serial->CfgRx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority       = 1;       serial->CfgRx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelSubPriority             = 1;       serial->CfgRx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelCmd                               = ENABLE;       serial->CfgTx.DmaChannel       = DMA_Channel_4;       serial->CfgTx.DmaStream       = DMA2_Stream7;       serial->CfgTx.FifoSize          = 200;       serial->CfgTx.BuffSize          = 100;       serial->CfgTx.CfgNvic.NVIC_IRQChannel                                        = DMA2_Stream7_IRQn;       serial->CfgTx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority       = 1;       serial->CfgTx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelSubPriority             = 1;       serial->CfgTx.CfgNvic.NVIC_IRQChannelCmd                               = ENABLE;}
3.2.2串口初始化

/****************************************************** @brief bsp_uart_init* @note Serial初始化，完成端口IO，中断及DMA的初始化工作* @param serial          指向串口参数* @retval  0       成功*       1       申请内存失败* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/INT8U bsp_uart_init(SerialTypeDef* serial){       if(bsp_usart_DMACfg(serial) == 1)             return 1;       //IO初始化       bsp_uart_IOCfg(serial);       //串口参数初始化       bsp_usart_UartInit(serial);       //中断配置初始化       bsp_usart_NVICCfg(serial);       return 0;}
3.2.3串口发送函数

/****************************************************** @brief bsp_uart_Transmittx* @note 串口发送数据* @param serial          指向串口参数* @retval  0                成功*       1                DMA繁忙，未发送。* @data 2021.07.01* @auth WXL* @his    1.0.0.0    2021.07.01    WXL*                               create*****************************************************/INT8U bsp_uart_Transmit(SerialTypeDef* Uartx){ INT8U count = 0; //DMA发送繁忙，不进行操作。       if(DMA_GetCurrDataCounter(Uartx->CfgTx.DmaStream)!= 0)             return 1;       if(Uartx->CfgTx.Fifo->CntUsed == 0)             return 0;       if(Uartx->CfgTx.Fifo->CntUsed > Uartx->CfgTx.BuffSize)       {             count = Uartx->CfgTx.BuffSize;       }       else             count = Uartx->CfgTx.Fifo->CntUsed;       //将数据从FIFO中拷贝到DMA的发送缓冲区，重启DMA。       func_fifo_Pull(Uartx->CfgTx.Fifo, count, Uartx->CfgTx.Buff);       DMA_Cmd(Uartx->CfgTx.DmaStream,DISABLE);       while (DMA_GetCmdStatus(Uartx->CfgTx.DmaStream) != DISABLE)       {}       DMA_SetCurrDataCounter(Uartx->CfgTx.DmaStream,count);       DMA_Cmd(Uartx->CfgTx.DmaStream, ENABLE); return 0;}
3.3中断函数

3.3.1DMA发送中断

/*****************************************************  * @brief DMA2_Stream7_IRQHandler  * @note DMA2_Stream7的中断函数。          USART1_TX  * @param NONE  * @retval  NONE  * @data 2021.01.20  * @auth WXL  * @his    1.0.0.1    2021.01.20    WXL  *                新建文件*****************************************************/void DMA2_Stream7_IRQHandler(){       if(DMA_GetITStatus(DMA2_Stream7, DMA_IT_TCIF7))       {             DMA_ClearFlag(DMA2_Stream5,DMA_FLAG_FEIF7 | DMA_FLAG_DMEIF7 | DMA_FLAG_TEIF7 | DMA_FLAG_HTIF7 | DMA_FLAG_TCIF7);             bsp_uart_Transmit(&Serial1);       }}
3.3.2DMA接收中断

/*****************************************************  * @brief DMA2_Stream5_IRQHandler  * @note DMA2_Stream5的中断函数。       USART1_RX  * @param NONE  * @retval  NONE  * @data 2021.01.20  * @auth WXL  * @his    1.0.0.1    2021.01.20    WXL  *                新建文件*****************************************************/void DMA2_Stream5_IRQHandler(void){       if(DMA_GetITStatus(DMA2_Stream5,DMA_IT_TCIF5))       {             DMA_ClearFlag(DMA2_Stream5,DMA_FLAG_FEIF5 | DMA_FLAG_DMEIF5 | DMA_FLAG_TEIF5 | DMA_FLAG_HTIF5 | DMA_FLAG_TCIF5);             bsp_uart_rx_callback(&Serial1,1);       }}
3.3.3串口中断

/*****************************************************  * @brief USART1_IRQHandler  * @note 串口1中断函数，用于处理接收完成  * @param NONE  * @retval  NONE  * @data 2021.01.20  * @auth WXL  * @his    1.0.0.1    2021.01.20    WXL  *                新建文件*****************************************************/void USART1_IRQHandler(void){ INT16U data = 0;       if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE) != RESET) {       //清除IDLE标志位       data = USART1->SR;       data = USART1->DR;       bsp_uart_rx_callback(&Serial1,0); }}