[原创] 【NUCLEO-L4R5ZI评测】串口中断+DMA通道接收实现接收不定长数据

donatello1996 2018-1-28 16:32 楼主

因为项目需要，要和电脑端的QT上位机实现数据交互，这几天都在忙活评测L4+板子的LPUART1串口接收。STM32接收串口字符串有三种方法，第一种是最简单的轮询接收，在while(1)大循环里面加上一句HAL_UART_Receive()；第二种方法是中断接收，可开启IDLE中断，用HAL_UART_Receive_IT函数接收定长字符串；第三种方法则是本帖介绍的方法，使用IDLE中断+串口DMA接收不定长字符，可以获取实际接收长度。这个方法的核心是串口IDLE（空闲）中断功能，这个中断的作用是在串口发送完一帧数据之后开启，什么是一帧数据呢？比如说用串口助手的发送区写上若干内容，点击发送按钮发送一次数据即为一帧，注意IDLE中断和接收中断的概念完全不同，接收中断是每收到一个字符就触发中断一次，如字符串"EEWORLD"，不算上结束符'\0'一共会触发七次接收中断，而只触发一次IDLE中断。接收不定长数据，需要用到STM32串口接收DMA的知识，DMA里面有个寄存器名叫CNDTR，其作用是指示DMA通道中还没被传输（将要被传输）的数据的字节数，对应串口DMA接收就是还没被传输的串口字符数：

但是，这个数量并不是我们要获取的不定长串口数据长度，而是这个长度的互补数据，而总长度X则是我们自己定义的：

了解了原理之后就可以写代码了，在CubeMX里面可以生成相关的初始化代码，但就是这个CubeMX坑了我一次，因为最新版CubeMX中对L4+MCU的DMA通道的选择没有完善，无论是什么外设开启DMA，都可以自由选择DMA通道，这个显然与事实不符（STM32中外设和DMA通道是一对一锁定的，用户只能用官方的分配方案，不能自由修改）：

这个CubeMX的不完善之处坑了我三个晚上的时间，由于默认DMA1通道1，因此我还一直以为LPUART1RX通道就是DMA1通道1.后来我在经历了三个晚上的失败之后另辟蹊径，我之前试用过L496板子，而官方则说了L4R5板子和L496板子的大部分外设的差异不是很大，因此我去查看L496MCU的通道分配方案：

然后我将L4R5的LPUART1RX的通道也设置为DMA2通道7，果然成功了。先来看看初串口和对应DMA的初始化代码：

#define BUFFERSIZE 255
uint8_t rx_buff[BUFFERSIZE];
uint8_t recv_end_flag=0,rx_len=0;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
UART_HandleTypeDef LPUART1_Handler;
DMA_HandleTypeDef hdma_lpuart1_rx;
void LPUART1_Init(int baud)
{
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_LPUART1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_DMAMUX1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
HAL_PWREx_EnableVddIO2();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF8_LPUART1;
HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
LPUART1_Handler.Instance = LPUART1;
LPUART1_Handler.Init.BaudRate =baud;
LPUART1_Handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
LPUART1_Handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
LPUART1_Handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
LPUART1_Handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
LPUART1_Handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
LPUART1_Handler.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
LPUART1_Handler.Init.ClockPrescaler = UART_PRESCALER_DIV1;
LPUART1_Handler.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
LPUART1_Handler.FifoMode = UART_FIFOMODE_DISABLE;
HAL_UART_Init(&LPUART1_Handler);
__HAL_UART_ENABLE_IT(&LPUART1_Handler,UART_IT_IDLE);
HAL_NVIC_SetPriority(LPUART1_IRQn,1,0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(LPUART1_IRQn);
HAL_UARTEx_SetTxFifoThreshold(&LPUART1_Handler,UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8);
HAL_UARTEx_SetRxFifoThreshold(&LPUART1_Handler,UART_RXFIFO_THRESHOLD_1_8);
hdma_lpuart1_rx.Instance = DMA2_Channel7;
hdma_lpuart1_rx.Init.Request = DMA_REQUEST_LPUART1_RX;
hdma_lpuart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_lpuart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_lpuart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_lpuart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
hdma_lpuart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
hdma_lpuart1_rx.Init.Mode =DMA_NORMAL;
hdma_lpuart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
HAL_DMA_Init(&hdma_lpuart1_rx);
__HAL_LINKDMA(&LPUART1_Handler,hdmarx,hdma_lpuart1_rx);
}
int fputc(int ch,FILE *f)
{
while(!(LPUART1->ISR&(1<<7)));
LPUART1->TDR=ch;
return ch;
}

再来看看中断服务程序和标志函数代码：

void LPUART1_DMA_Get()
{
int i;
if(recv_end_flag==1)
{
printf("接收到的数据【%s】数据长度=%d",rx_buff,rx_len);
if(rx_buff[0]==0x66)
if(rx_buff[1]==0x01)
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_7);
else if(rx_buff[1]==0x02)
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_14);
for(i=0;i<rx_len;i++)
rx_buff[i]=0;
rx_len=0;
recv_end_flag=0;
}
HAL_UART_Receive_DMA(&LPUART1_Handler,(uint8_t*)rx_buff,BUFFERSIZE);
}
void LPUART1_IRQHandler()
{
uint32_t temp;
if(LPUART1==LPUART1_Handler.Instance)
{
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&LPUART1_Handler,UART_FLAG_IDLE))
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&LPUART1_Handler);
HAL_UART_DMAStop(&LPUART1_Handler);
temp=hdma_lpuart1_rx.Instance->CNDTR;
rx_len=BUFFERSIZE-temp;
recv_end_flag=1;
}
}
}

主函数代码：

int main()
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
Delay_Init();
LED_Init();
LPUART1_Init(115200);
printf("\nEEWORLD论坛 stm32/stm8专区\n");
printf("【NUCLEO-L4R5ZI评测】串口中断+DMA通道接收实现接收不定长数据\n");
printf("donatello1996\n");
//EXTI15_10_IRQHandler_Config();
//TIM3_Init(5000-1,10000-1);
while (1)
{
LPUART1_DMA_Get();
}
}

整个串口中断DMA接收的原理就很清晰了，while(1)大循环一直开启DMA接收（HAL_UART_Receive_DMA()函数），当串口触发空闲中断之后，触发标志位、记录DMA通道未发送数据长度并停止DMA接收，那么DMA通道里面靠前的数据自然就是接收到的串口数据了，并且长度也顺便记录了下来，就达到串口接收不定长数据的效果了。另外还需要注意的是，如果串口助手里加了换行符和结束符（0x0d 0x0a），那么接收到的长度也会+2。 看看效果： 上传工程文件：
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