STM32開發小結--使用STM32F4串列埠的空閒中斷模式+DMA接收不定長資料幀
阿新 • • 發佈：2018-11-02
開發平臺：Keil 5
庫函式版本：V3.5
晶片：STM32F407VET6
1 STM32的串列埠接收資料的方式
STM32的串列埠接收資料有三種方式可以選擇：
1.1 輪詢接收
在主迴圈中一直判斷串列埠接收完成標誌位是否置位，如果置位則讀取收到的資料。該種模式一般不會使用，其缺點很明顯，當主函式在做其他工作時接收資料標誌位置位，此時將得不到及時響應，從而錯過後續資料的接收。
1.2 中斷接收
將串列埠接收配置為中斷模式，當有資料收到時，進入到串列埠接收中斷中讀取資料。這種方式使用最多，好處是可以處理收到的每一位元組資料，資料不會有漏掉，適合一般資料量少、接收頻率低的場合。但是當頻繁接收資料且串列埠使用多（STM32F4有六路串列埠）的情況下，會頻繁的進入串列埠中斷處理接收到的資料，會影響系統的效能。
1.3 空閒中斷接收
嚴格來說，空閒中斷接收模式也是一種中斷接收模式，只不過稍加改進，當一幀資料接收完成之後，串列埠會進入到空閒中斷中去，然後在空閒中斷中處理收到的資料。這種模式對處理不定長資料幀帶來很大的便利，我們不必頻繁的進入接收中斷處理資料，但是弊端也是明顯的，由於每次都要接收完一個完整的資料幀後才空閒中斷，所以當一幀資料出錯時，我們也不得不接收這幀錯誤的資料。在通訊可靠的場合，使用空閒中斷接收模式接收串列埠資料，將會大大提高系統的效能。
2 空閒中斷接收原理及使用方法
2.1空閒中斷接收的原理
其實，空閒中斷接收的原理非常簡單，比如我們在使用波特率為115200 8 N 1模式接收資料時，接收每個bit和每個byte需要的時間是固定的，當我們傳送一幀資料，如：0x55 0xaa 0x00 0x01 0x02 0x03
2.2 空閒中斷使用方法
我們使用DMA來暫存接收到的串列埠資料，然後在空閒中斷中取出資料。整個操作比較簡單。接下來談談整個實現過程。
2.2.1 串列埠配置
這裡我使用串列埠5
//串列埠5配置
void UART5_Config(uint32_t bound)
{
//GPIO埠設定 2.2.2 DMA配置
//DMAx的各通道配置
//這裡的傳輸形式是固定的,這點要根據不同的情況來修改
//外設到儲存器模式/8位資料寬度/儲存器增量模式
//DMA_Streamx:DMA資料流,DMA1_Stream0~7/DMA2_Stream0~7
//chx:DMA通道選擇,@ref DMA_channel DMA_Channel_0~DMA_Channel_7
//par:外設地址
//mar:儲存器地址
//ndtr:資料傳輸量
void MYDMA_ConfigPtoM(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u32 chx,u32 par,u32 mar,u16 ndtr)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
if((u32)DMA_Streamx>(u32)DMA2)//得到當前stream是屬於DMA2還是DMA1
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2時鐘使能
}else
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);//DMA1時鐘使能
}
DMA_DeInit(DMA_Streamx);
while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}//等待DMA可配置
/* 配置 DMA Stream */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = chx; //通道選擇
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = par;//DMA外設地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = mar;//DMA 儲存器0地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//外設到儲存器模式
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ndtr;//資料傳輸量
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外設非增量模式
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//儲存器增量模式
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外設資料長度:8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//儲存器資料長度:8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;// 使用迴圈模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//中等優先順序
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//儲存器突發單次傳輸
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外設突發單次傳輸
DMA_Init(DMA_Streamx, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
} 2.2.3 初始化相關
UART5_Config(115200);
//串列埠5接收DMA配置
MYDMA_ConfigPtoM(DMA1_Stream0,DMA_Channel_4,(u32)&UART5->DR,(u32)MPU6050Rdata,MPU6050_MAX_RDATA);
DMA2_Stream0->NDTR = 0;
USART_DMACmd(UART5,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //允許DMA接收2.2.4 串列埠空閒中斷服務函式
static uint8_t first_flag = 0;
//串列埠5全域性中斷服務函式
void UART5_IRQHandler(void)
{
uint8_t * pHead1 = NULL, *pHead2 = NULL; //接收頭指標
uint32_t FindLen = 0; //臨時變數
//第一次進中斷需要等待一會兒才能進IDLE中斷 沒搞明白
if(first_flag)
{
first_flag = 0;
delay_ms(100); //第一次進來等待一會兒
}
//串列埠空閒中斷
if(USART_GetITStatus(UART5, USART_IT_IDLE) != RESET)
{
DMA_Cmd(DMA1_Stream0,DISABLE); //關閉DMA傳輸
RecvLen=UART5->DR;//清除中斷標誌位
RecvLen=UART5->SR;
RecvLen=MPU6050_MAX_RDATA-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Stream0); //收到的資料長度
/*接下來就是資料處理部分了，這部分也可以放在main的while(1)中來處理 這裡給出一種可行的處理方式 */
if((RecvLen%3) ==0) //成功收到了一幀資料
{
FindLen = RecvLen;
pHead1 = MPU6050Rdata; //幀頭2byte位元組
pHead2 = MPU6050Rdata+1; //
while(FindLen)
{
//如果找到了資料
if((*pHead1 == MPU6050_HEAD1) &&(*pHead2 == MPU6050_HEAD2) )
{
MPURcvData.flags |= RECV_ANGLE;
memcpy(MPURcvData.angle, (pHead2 +1 ), 8);
break; //退出
}
else //沒有找到資料接著遍歷
{
pHead1 ++;
pHead2 ++;
FindLen --;
}
}
}
else //不是一幀完整的資料
{
}
memset(UART5, 0, RecvLen); //清空接受區
DMA1_Stream0->NDTR=MPU6050_MAX_RDATA;//重新裝填
DMA_Cmd(DMA1_Stream0,ENABLE); //接著傳輸
}
}經過以上操作我們便可以使用STM32F4的串列埠空閒中斷模式+DMA來處理串列埠接收到的資料。經過實際測試，在從裝置10ms的頻率傳送不定長資料幀時，串列埠空閒中斷模式接收資料穩定，達到設計需要。但是在使用中發現，第一次無法進入到串列埠空閒中斷中，所以才在第一次進入中斷服務函式中延時了100ms，以後就可以正常進入空閒中斷了，不知道為啥，還請高手賜教。