stm32使用串口如何讓CPU最大程度的減輕載荷(配合DMA接收不定長數據)附源碼

ID:255072 · 發表于 2018-11-1 16:16

STM32如何使用串口1配合DMA接收不定長數據，讓CPU最大程度的減輕載荷。

最近經常看見壇友在論壇上問串口接收的問題，我之前剛好由于項目需要用到PLC的PPI協議，需要不停地利用串口接收數據，一開始的時候采用單字節中斷的方式接收判斷。但是用來做通信的時候需要不停的產生串口接收中斷，會嚴重影響主程序的運行。

后來采用DMA接收的方式，但是一般情況下配置的DMA都是接定長的串口數據，對于未知長度的串口數據接收并不適用。后來在網上發現了一種方法可以利用串口的空閑中斷+DMA接收的方法完美解決此類問題，特別適用于不需要每個就收字節都判斷的串口數據接收，下面說一下事實現思路和程序。

　　實現思路：采用STM32F103的串口1，并配置成空閑中斷模式且使能DMA接收，并同時設置接收緩沖區和初始化DMA。那么初始化完成之后，當外部給單片機發送數據的時候，假設這幀數據長度是100個字節，那么在單片機接收到一個字節的時候并不會產生串口中斷，而是DMA在后臺把數據默默地搬運到你指定的緩沖區里面。當整幀數據發送完畢之后串口才會產生一次中斷，此時可以利用DMA_GetCurrDataCounter();函數計算出本次的數據接受長度，從而進行數據處理。

　　應用對象：適用于各種串口相關的通信協議，如：MODBUS，PPI ;還有類似于GPS數據接收解析，串口WIFI的數據接收等，都是很好的應用對象。

關鍵代碼分析：

usart.H
#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"
#include "sys.h"
#define DMA_Rec_Len 200 //定義一個長度為200個字節的數據緩沖區。（建議定義的長度比你可能接收到的最長單幀數據長度長！）
void uart_init(u32 bound);
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx);
#endif
usart.C
//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)
{
//GPIO端口設置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能USART1，GPIOA時鐘
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA傳輸
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART2時鐘
USART_DeInit(USART1); //復位串口1
//USART1_TX PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9
//USART1_RX file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gifA.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA10
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//搶占優先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子優先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據指定的參數初始化VIC寄存器
//USART 初始化設置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般設置為9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數據格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數據流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//開啟空閑中斷
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能串口1 DMA接收
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
//相應的DMA配置
DMA_DeInit(DMA1_Channel5); //將DMA的通道5寄存器重設為缺省值串口1對應的是DMA通道5
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; //DMA外設ADC基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)DMA_Rece_Buf; //DMA內存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //數據傳輸方向，從外設讀取發送到內存
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = DMA_Rec_Len; //DMA通道的DMA緩存的大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設地址寄存器不變
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內存地址寄存器遞增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //數據寬度為8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數據寬度為8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常緩存模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x擁有中優先級
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x沒有設置為內存到內存傳輸
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); //根據DMA_InitStruct中指定的參數初始化DMA的通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); //正式驅動DMA傳輸
}
//串口中斷函數
void USART1_IRQHandler(void) //串口1中斷服務程序
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET) //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾)
{
USART_ReceiveData(USART1);//讀取數據注意：這句必須要，否則不能夠清除中斷標志位。
Usart1_Rec_Cnt =DMA_Rec_Len-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); //算出接本幀數據長度
//***********幀數據處理函數************//
printf ("Thelenght:%d\r\n",Usart1_Rec_Cnt);
printf ("The data:\r\n");
Usart1_Send(DMA_Rece_Buf,Usart1_Rec_Cnt);
printf ("\r\nOver! \r\n");
//*************************************//
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_IDLE); //清除中斷標志
MYDMA_Enable(DMA1_Channel5); //恢復DMA指針，等待下一次的接收
}
}