STM32 DMA串口接收不定长数据

串口通信(UART)在通信当中尤其是在低速率占用很重要的地位 通信 速度虽然比不上SPI通信但是由于其简单,对通信双方的时钟要求不是很高,受到很广泛的使用,很多嵌入式程序猿(媛) 都倾向于串口通信。

1. 串口发送

串口发送函数非常简单,直接调用串口的API函数
void USART_SendData(USART_TypeDef USARTx, uint16_t Data);*
即可发送出去,举个简单的实例:

void Usart1_SendData(u8 *Str)     //Str存储发送的数据
{
  u8 i=0;
  while(Str[i]!=0)
  {
    USART_SendData(USART1,Str[i]);
    while(!USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE));
    i++;
  }
}

  上面的函数存在一个问题,当数据当中有0x00字节 时,就会跳出while循环,停止发送数据,所以存在bug,需要进行改良。

  很多朋友会问无缘无故为啥会发0x00字节呢?这是因为在项目中,尤其是一些协议通讯,经常会遇到0x00 ,代表数据正常 或者一定的含义 ,如果还是调用上面的函数,就会出现发送不完整的情况。

  所以要发送完全,就要加上数据的长度dateLength ,这样就万无一失了。

void Usart3_SendData(u8 *Str,u8 Datalength)
{
  u8 i=0;
  while(i<Datalength)
  {
    USART_SendData(USART3,Str[i]);
    while(!USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TXE));
    i++;
  }
}

2. 串口接收

  串口接收,个人觉得比发送要难,因为涉及到中断,还要判断什么时候接收完成,相当于处于被动的地位,无法掌控对数据的操作。

  最常见的串口接收函数应该就是正点原子的接收函数,很经典,也很方便,直接拿来就用,是根据最后的结束标志位(0x0D 0x0A) 来判断一帧数据完成的。

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
{
	u8 Res;
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
	{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//读取接收到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
		{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
			{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
			}
			else //还没收到0X0D
			{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
				{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
				}		 
			}
		}   		 
  } 

  上面的函数存在一个问题是,通信的帧数据必须以0x0D 0x0A为结尾,否则会出现无法判断接收完成的情况。

  所以这样就引出一个问题,如何接收不定长的数据?

  在数据通信完成之后,串口就会出现空闲的状态是否可以根据这样的状态来判断数据接收完成呢,答案当然是可以的。

  串口中提供了一个可以获取串口是否空闲的函数:
USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_IDLE);
根据这样的一个函数就可以判断串口是否空闲,从而来判断数据帧是否结束。

  当然如果直接采用中断的话,对CPU的占用率比较大,采用DMA接收串口的数据的话,可以有效缓解CPU的压力。

  设计思路是:先开启串口接收中断,当接收开始时,这是开启DMA接收,当接收完成之后,进入空闲中断,此时判断帧结束,数据接收完成。

  所以这样一个串口接收函数就新鲜出炉了:

void USART3_IRQHandler(void)                	//串口3中断服务程序
{
	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //通过接收中断来开启DMA接收
	{
      USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE);
      USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,DISABLE);
	  USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,ENABLE);
	  DMA_Cmd(DMA1_Stream1,ENABLE);
  }
  else if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_IDLE)!=RESET)//再通过空闲中断来判断数据帧结束。
  {
       USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_IDLE);
	   Usart3_DataLength=RXNum-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Stream1);   //DMA  Counter可以判断接收到多少个字节。
	   DMA_Cmd(DMA1_Stream1,DISABLE);
	   USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	   USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,DISABLE);
       Usart_RecFlag=1;                     //接收完成标志位
  }
} 

  还有一种思路是,不使用串口空闲来判断,而是通过定时器来实现,如果一定时间内没有数据接收,则认为接收完成,通常时间设置的是5ms。

  同样使用DMA来接收,DMA是循环模式通过DMACounter的值来判断是否开始接收和接收完成。

oid UART1Poll()
{
  unsigned short dmacnt;
  dmacnt=DMA_GetCurrDataCounter(DMA2_Stream5);
  if(USARTRecStartFlag==0)
  {
    if(dmacnt==USART_LEN);   //如果发生变化,则数据通信开始,
    else 
    {
      USARTRecStartFlag=1;
      TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);
      USARTDataInTime = Systemtime;     // 记下时间
    }
  }
  else                           //开始接收数据,
  {
    if(dmacnt==DMALastCnt)
    {
      USARTCurrTime = Systemtime;   
      if(USARTCurrTime-USARTDataInTime>5)//时间片5*1ms   超过一定时间,则认为接收完成
      {
        USART_FrameFlag=1;
        DMALastCnt=USART_LEN;
        USART_Len = USART_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA2_Stream5);
        USARTRecStartFlag=0;  
        DMA_Cmd(DMA2_Stream5,DISABLE); //停止使能 才能修改计数器 
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA2_Stream5, USART_LEN);
        DMA_Cmd(DMA2_Stream5,ENABLE); //停止使能 才能修改计数器 
        TIM_Cmd(TIM5,DISABLE);
        TIM_SetCounter(TIM5,0); 
      }    
    }
    else 
    {
       DMALastCnt=dmacnt;
      USARTDataInTime = Systemtime;     //GetSystemtime();        // Systemtime;
    }   
  } 
}

void TIM5_IRQHandler(void)  //1000HZ     定时器计时。
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
    Systemtime++;
    // led output
    if(Systemtime == 1000)
    {  
       Systemtime = 0;  
    }
  }
  TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update);
}
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