一:串口中断接收的通讯方式:
在STM32,串口接收数据时的经常使用的方式就是使用STM32的串口中断的方式,即串口每次接收到一个字节时候,就会产生串口中断,将接收到数据放到接收数组内,同时清除标志位。这种接收方式比较简单,之前的学习记录中也尝试过该接收方式,这种接收方式比较浪费CPU的资源。在串口通讯中,经常会遇到接收不定长的数据,这时候没有必要采用上述方式进行数据的接收处理,比如STM32的标准库和HAL中对串口接收中断的处理中,再到中断处理函数,CPU需要执行很多的程序,频繁的中断为CPU的运行增加了不少的负担,也可能会出现接收出错的情况,而且不确定接收数据长度时,也不确定处理函数应该何时进行处理。
为了解决上述问题,我们尝试使用串口的空闲中断与DMA接收数据,即开始STM32的空闲中断时,告知CPU本次接收数据完成了,可以进行下一步骤的处理;当然串口中断判断的依据,我个人的理解就是:使用串口与DMA接收字节数据时,当串口检测到在1-2个字节通讯时间内,串口没有接收到数据时,就会判定串口空闲了,使用DMA将数据拷贝到其他数据内进行处理即可。
二:使用的硬件平台:
STM32:NUCLEO-U083RC开发板、编程工具使用:KEIL5.38
三:STM32cube软件配置过程:
(基本的cube的使用参考之前的帖子,这里不做过多的介绍)
3.1串口的配置过程:
这里需要设置所调试的串口通讯参数、工作方式、波特率、校验位、停止位等等;为了调试方便,我这里使用的串口2可以直接与调试器的串口连接,调试代码起来很方便;
3.2 使能串口的中断:
这里需要注意一下,需要使能串口2的中断,否则串口无法接收数据
3.3 配置DMA的参数:
3.4 配置IO口的工作模式:
这样我们就把串口、DMA接收和中断的参数就配置好了,下面就可以进行软件代码的编写。
使用GPIO口初始化:
/** * @brief GPIO Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */ /* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */ /* GPIO Ports Clock Enable */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); /*Configure GPIO pin : PA5 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */ /* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */ }
4:程序编写的基本思路:
定义一些接收数组、变量:
uint8_t SendBuffer2[256] ; uint8_t RecBuffer2[256] ;//串口2接收数据长度 uint8_t Usart2_DEAL_RX_Buf[256];//串口2处理接收缓冲 uint8_t usart2_Flag; //串口2接收完整数据包指令
4.1:cube代码自动生成之后,需要手动开启接收中断和空闲中断:
如下所示:定义一下DMA接收数组的位置;
在串口初始化时候,需要使能串口的接收中断和空闲中断,在串口产生中断的时候,cpu可以调用串口中断函数
static void MX_USART2_UART_Init(void) { /* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */ /* USER CODE END USART2_Init 0 */ /* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */ /* USER CODE END USART2_Init 1 */ huart2.Instance = USART2; huart2.Init.BaudRate = 115200; huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE; huart2.Init.ClockPrescaler = UART_PRESCALER_DIV1; huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT; if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } if (HAL_UARTEx_SetTxFifoThreshold(&huart2, UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8) != HAL_OK) { Error_Handler(); } if (HAL_UARTEx_SetRxFifoThreshold(&huart2, UART_RXFIFO_THRESHOLD_1_8) != HAL_OK) { Error_Handler(); } if (HAL_UARTEx_DisableFifoMode(&huart2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */ /*使能串口接收中断和空闲中断*/ __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE); //IDLE interrupt //打开DMA接收,指定接收缓存区和接收大小 HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)&RecBuffer2, 256); /* USER CODE END USART2_Init 2 */ }
4.2编写空闲中断、DMA处理函数:
这里我们产生串口中断时候,
1:首先需要清楚空闲中断标志,以便再次进入该串口空闲中断,
2:停止DMA的接收,防止计算长度时候出错
3:计算一下DMA数据中有效数据
4:将有效数据拷贝至其他的定义的数据内,以便程序处理
5:将接收完一包有效数据的标志位置位,同时需要再次开启DMA接收,
完成代码如下所示:
DMA1中断函数(程序自动生成,)
static void MX_DMA_Init(void) { /* DMA controller clock enable */ __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA interrupt init */ /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn); }
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) { /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 0 */ /* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 0 */ HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_usart2_rx); /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 1 */ /* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 1 */ }
void UsartReceive_IDLE(UART_HandleTypeDef *huart) { //当触发了串口空闲中断 if((__HAL_UART_GET_FLAG(huart, UART_FLAG_IDLE) != RESET)) { if(huart->Instance == USART2) { /* 1.清除标志 */ __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(huart); //清除空闲标志 /* 2.读取DMA */ HAL_UART_DMAStop(huart); //先停止DMA,暂停接收 /* 3.搬移数据进行其他处理 */ usart2_rx_len = 256 - (__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart2_rx)); //接收个数等于接收缓冲区总大小减已经接收的个数 memcpy(Usart2_DEAL_RX_Buf, RecBuffer2, usart2_rx_len); usart2_Flag = 1; /* 4.开启新的一次DMA接收 */ HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t *)&RecBuffer2, 256); } } }
4.3 定义空闲中断回调函数:
在串口中添加上面,对空闲中断的处理:
void USART2_LPUART2_IRQHandler(void) { /* USER CODE BEGIN USART2_LPUART2_IRQn 0 */ /* USER CODE END USART2_LPUART2_IRQn 0 */ HAL_UART_IRQHandler(&huart2); /* USER CODE BEGIN USART2_LPUART2_IRQn 1 */ //串口空闲中断处理 UsartReceive_IDLE(&huart2); /* USER CODE END USART2_LPUART2_IRQn 1 */ }
4.4将串口接收的数据,回传到串口,即数据原路返回
在主函数中,将串口接收到的数据原路返回,
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); /* Insert delay 500ms */ HAL_Delay(500); if(usart2_Flag == 1) { usart2_Flag = 0 ; HAL_UART_Transmit(&huart2,Usart2_DEAL_RX_Buf,usart2_rx_len,1000); }
基本上,编写好以上代码,我们实现使用串口2空闲中断+DMA接收的接收不定长数据的接收,并实现数据的原路返回;
5:实物验证如下所示: