【STM32 HAL库实战】串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据接收

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【STM32 HAL库实战】串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据接收。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、STM32CubeMX配置部分

STM32CubeMX最新版:

打开STM32CubeMX软件,点击ACCESS TO MCU SELECTOR,在Commercial Part Number 中输入MCU型号,例如我在这里输入了STM32L431RCT6。选中正确型号然后双击进入下一步的配置界面。
hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言
hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

1.1 SYS配置如图

hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

1.2 RCC配置如图

开启了外部晶振,若无则都选择Disable
hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

1.3 USART1配置

  • NVIC Settings

hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言
注意:这里需要打开USART1 global interrupt 全局中断

  • DMA Settings

hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

1.4 DMA配置

hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

2、软件部分

HAL库中通过HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()函数可以方便的实现串口空闲中断,下面来分析一下这个实现的过程。

2.1 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()

首先来看这个函数本身

/**
  * @brief Receive an amount of data in DMA mode till either the expected number
  *        of data is received or an IDLE event occurs.
  * @note  Reception is initiated by this function call. Further progress of reception is achieved thanks
  *        to DMA services, transferring automatically received data elements in user reception buffer and
  *        calling registered callbacks at half/end of reception. UART IDLE events are also used to consider
  *        reception phase as ended. In all cases, callback execution will indicate number of received data elements.
  * @note  When the UART parity is enabled (PCE = 1), the received data contain
  *        the parity bit (MSB position).
  * @note  When UART parity is not enabled (PCE = 0), and Word Length is configured to 9 bits (M1-M0 = 01),
  *        the received data is handled as a set of uint16_t. In this case, Size must indicate the number
  *        of uint16_t available through pData.
  * @param huart UART handle.
  * @param pData Pointer to data buffer (uint8_t or uint16_t data elements).
  * @param Size  Amount of data elements (uint8_t or uint16_t) to be received.
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
  HAL_StatusTypeDef status;

  /* Check that a Rx process is not already ongoing */
  if (huart->RxState == HAL_UART_STATE_READY)
  {
    if ((pData == NULL) || (Size == 0U))
    {
      return HAL_ERROR;
    }

    __HAL_LOCK(huart);

    /* Set Reception type to reception till IDLE Event*/
    huart->ReceptionType = HAL_UART_RECEPTION_TOIDLE;

    status =  UART_Start_Receive_DMA(huart, pData, Size);

    /* Check Rx process has been successfully started */
    if (status == HAL_OK)
    {
      if (huart->ReceptionType == HAL_UART_RECEPTION_TOIDLE)
      {
        __HAL_UART_CLEAR_FLAG(huart, UART_CLEAR_IDLEF);
        ATOMIC_SET_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_IDLEIE);
      }
      else
      {
        /* In case of errors already pending when reception is started,
           Interrupts may have already been raised and lead to reception abortion.
           (Overrun error for instance).
           In such case Reception Type has been reset to HAL_UART_RECEPTION_STANDARD. */
        status = HAL_ERROR;
      }
    }

    return status;
  }
  else
  {
    return HAL_BUSY;
  }
}

可以看到函数中大部分的内容是条件判断我们无需过度关注,
调用函数会将当前的串口接收类型设置为HAL_UART_RECEPTION_TOIDLE

/* Set Reception type to reception till IDLE Event*/
huart->ReceptionType = HAL_UART_RECEPTION_TOIDLE;

调用UART_Start_Receive_DMA(),启用DMA将接收到的数据放在指针 pData 指向的位置。

在接收正确的情况下,会执行以下的内容

__HAL_UART_CLEAR_FLAG(huart, UART_CLEAR_IDLEF);		// 清除UART_CLEAR_IDLEF标志位
ATOMIC_SET_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_IDLEIE);	// 设置usart cr1寄存器的USART_CR1_IDLEIE标志位

在参考手册中关于CR1寄存器IDLEIE标志位的介绍:

IDLEIE: IDLE interrupt enable This bit is set and cleared by software. 开启IDLE中断。这个标志位由软件控制。
0: Interrupt is inhibited 中断被禁用。
1: A USART interrupt is generated whenever IDLE=1 in the USART_ISR register 串口空闲时产生串口中断

于是我们可以得知,调用HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()函数后只要发生了串口空闲事件,就会产生串口中断。顺着这个线索,我们接下来看串口中断处理函数中的情况。

因为我们在STM32CubeMX中勾选了USART1串口全局中断,这里已经自动生成了代码。

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

2.2 HAL_UART_IRQHandler(&huart1)

接下来继续查看HAL_UART_IRQHandler(&huart1)中的内容
我们暂时忽略掉条件判断,查看与DMA串口空闲中断相关的部分

/**
  * @brief Handle UART interrupt request.
  * @param huart UART handle.
  * @retval None
  */
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  ......
  
  /* Check current reception Mode :
     If Reception till IDLE event has been selected : */
  if ((huart->ReceptionType == HAL_UART_RECEPTION_TOIDLE)
      && ((isrflags & USART_ISR_IDLE) != 0U)
      && ((cr1its & USART_ISR_IDLE) != 0U))
  {
    __HAL_UART_CLEAR_FLAG(huart, UART_CLEAR_IDLEF);

    /* Check if DMA mode is enabled in UART */
    if (HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR))
    {
      /* DMA mode enabled */
      /* Check received length : If all expected data are received, do nothing,
         (DMA cplt callback will be called).
         Otherwise, if at least one data has already been received, IDLE event is to be notified to user */
      uint16_t nb_remaining_rx_data = (uint16_t) __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart->hdmarx);
      if ((nb_remaining_rx_data > 0U)
          && (nb_remaining_rx_data < huart->RxXferSize))
      {
        /* Reception is not complete */
        huart->RxXferCount = nb_remaining_rx_data;

        /* In Normal mode, end DMA xfer and HAL UART Rx process*/
        if (HAL_IS_BIT_CLR(huart->hdmarx->Instance->CCR, DMA_CCR_CIRC))
        {
          /* Disable PE and ERR (Frame error, noise error, overrun error) interrupts */
          ATOMIC_CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_PEIE);
          ATOMIC_CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_EIE);

          /* Disable the DMA transfer for the receiver request by resetting the DMAR bit
             in the UART CR3 register */
          ATOMIC_CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);

          /* At end of Rx process, restore huart->RxState to Ready */
          huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
          huart->ReceptionType = HAL_UART_RECEPTION_STANDARD;

          ATOMIC_CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_IDLEIE);

          /* Last bytes received, so no need as the abort is immediate */
          (void)HAL_DMA_Abort(huart->hdmarx);
        }
#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1)
        /*Call registered Rx Event callback*/
        huart->RxEventCallback(huart, (huart->RxXferSize - huart->RxXferCount));
#else
        /*Call legacy weak Rx Event callback*/
        HAL_UARTEx_RxEventCallback(huart, (huart->RxXferSize - huart->RxXferCount));
#endif /* (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS) */
      }
      return;
    }
  }
  
  ......
  
}

我们可以简单的理解为,在条件判断都满足的情况下,发生串口空闲中断以后,会开启DMA功能并调用回调函数HAL_UARTEx_RxEventCallback()。如果接收过程中发生错误,会调用HAL_UART_ErrorCallback();

2.3 HAL_UARTEx_RxEventCallback()

我们先来分析HAL_UARTEx_RxEventCallback()这个回调函数

/**
  * @brief  Reception Event Callback (Rx event notification called after use of advanced reception service).
  * @param  huart UART handle
  * @param  Size  Number of data available in application reception buffer (indicates a position in
  *               reception buffer until which, data are available)
  * @retval None
  */
__weak void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);
  UNUSED(Size);

  /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
            the HAL_UARTEx_RxEventCallback can be implemented in the user file.
   */
}

这是一个__weak类型的函数,对于这种类型的函数我们不能在原位修改,需要在其他位置手动实现。

以下是我手动重新实现的HAL_UARTEx_RxEventCallback()函数,发生串口空闲中断后会被调用:

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef * huart, uint16_t Size)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        if (Size <= BUFF_SIZE)
        {
            HAL_UART_Transmit(&huart1, rx_buff, Size, 0xffff);         // 将接收到的数据再发出
            memset(rx_buff, 0, BUFF_SIZE);							   // 清除接收缓存
            HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buff, BUFF_SIZE); // 接收完毕后重启
        }
        else  // 接收数据长度大于BUFF_SIZE
        {
            
        }
    }
}

STM32CubeMX中,DMA的Mode我们选择了Normal,DMA会在完成一次接收后自动关闭,再次调用需要重新手动打开。

2.4 HAL_UART_ErrorCallback()

然后来看HAL_UART_ErrorCallback()这个回调函数,串口发生错误时会调用这个回调函数。

/**
  * @brief  UART error callback.
  * @param  huart UART handle.
  * @retval None
  */
__weak void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);

  /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
            the HAL_UART_ErrorCallback can be implemented in the user file.
   */
}

同样这也是个__weak类型的函数,我们也来手动实现一下。
主要功能为:发生错误时调用HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()来重新开启串口空闲中断和DMA。

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef * huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buff, BUFF_SIZE); // 接收发生错误后重启
        memset(rx_buff, 0, BUFF_SIZE);
        
    }
}

2.5 完整的main.c文件内容如下

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "dma.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

#define BUFF_SIZE	100

uint8_t rx_buff[BUFF_SIZE];

void SystemClock_Config(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* 需要在初始化时调用一次否则无法接收到内容 */
  HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buff, BUFF_SIZE);	
  while (1)
  {

  }
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSE;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef * huart, uint16_t Size)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        if (Size <= BUFF_SIZE)
        {
            HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buff, BUFF_SIZE); // 接收完毕后重启
            HAL_UART_Transmit(&huart1, rx_buff, Size, 0xffff);         // 将接收到的数据再发出
            memset(rx_buff, 0, BUFF_SIZE);							   // 清除接收缓存
        }
        else  // 接收数据长度大于BUFF_SIZE,错误处理
        {
            
        }
    }
}

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef * huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buff, BUFF_SIZE); // 接收发生错误后重启
		memset(rx_buff, 0, BUFF_SIZE);							   // 清除接收缓存
        
    }
}

void Error_Handler(void)
{
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }

}

3、测试结果

hal 库串口1 空闲中断,STM32,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言

4、总结

利用HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()可以方便的实现串口不定长数据接收,使用时有2个地方需要注意:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-776208.html

  • 接收缓存需要开大一些,防止数据大小大于缓存大小导致接收的数据出错
  • 记得手动实现HAL_UART_ErrorCallback()

到了这里,关于【STM32 HAL库实战】串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据接收的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • STM32 F4串口空闲中断 + DMA实现数据发送

    最近在做 STM32 + ROS车的项目,STM32与ROS之间通信由于数据量大,所以在 STM32端 使用 空闲中断 + DMA 的方案来减轻 CPU 的压力。 一、空闲中断 空闲中断 顾名思义为空了,闲了,没事了进的中断,在 没有数据流 的时候会进入进行读取。 在我们串口进行发送时实则为连续发送,两

    2024年02月16日
    浏览(22)
  • STM32 cubemx配置DMA+空闲中断接收不定长数据

    本篇文章给大家讲解一下DMA+串口空闲中断接收串口不定长数据,之前我们也是讲解过串口接收不定长数据的,那么本篇文章的话将使用DMA来接收不定长数据。 串口空闲中断是指在串口接收到数据后,在数据的传输结束之后,在一段连续的空闲时间内没有接收到新数据时触发

    2024年02月19日
    浏览(26)
  • STM32 cubemx+串口空闲中断+DMA双缓冲

            写这篇文章是为了记录下之前做过的项目中用到的一部分关键技术,之前做过的项目中涉及到 采用最小开销来实时接收遥控器数据、能够准确验证传输过来数据的准确性 ,减小误差率,要求能稳定适用于不同的环境。 目录 1、为什么要用到串口空闲中断? 2、为

    2024年02月09日
    浏览(20)
  • 衔尾法解决当无法使用空闲中断以及DMA中断时配置DMA接收串口不定长数据

    问题:类似K线与蓝牙接收模块,要求由原来的接收串口中断改为DMA接收。据说要用到空闲中断与DMA中断,但是经仿真发现DMA每完成传输一个数据(比如1BYTE)就会进入空闲中断(k线发现这种情况),考虑到这样进入中断的频率和以前串口接收中断的频率差不多,所以放弃此方案,

    2024年02月09日
    浏览(25)
  • STM32基于HAL库的串口接受中断和空闲中断

    在通信方面。UART由于全双工通信,可以同时接受数据和发送数据而被广泛使用。 而接受数据则又有很多种方法 比如: 1根据结束符判断,数据是字符串形式,所以一般串口接受的接受符就是 \\\"rn\\\"  换成16进制ascil码显示就是 0X0D   0X0A (对应rn)  2定时器中断,设计\\\"喂狗信号量

    2023年04月08日
    浏览(22)
  • 【STM32+HAL库+CubeMX】UART轮询收发、中断收发、DMA收发方法及空闲中断详解

    Author: DrinkCat(szt@drinkcat.com) Copyright © 2023 DrinkCat Original link: DrinkCat’s Blog UART是一种异步串行通信接口,常用于通过串口与外部设备进行通信。它通过发送和接收数据帧来实现数据传输,使用起来相对简单。UART通常包含发送器(Transmitter)和接收器(Receiver),通过两根信号线

    2024年02月10日
    浏览(22)
  • HAL库 STM32运用DMA与IDLE中断实现高效串口通信 (附代码)

    最近想做一个控制电机的项目,其中会用到Pytho与单片机STM32之间的互同,最近也在看一些关于数据通信和拆包的相关知识,所以记录一下这段时间里对两者之间的互通所做的事情和发现的问题,以供自己和大家参考。 单片机的串口是我们常用的与电脑通信的外设,本次与P

    2024年01月22日
    浏览(30)
  • STM32使用串口空闲中断(IDLE)和 DMA接收一串数据流

    方法一、使用宏定义判断IDLE标志位 空闲的定义是总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据,USART_IT_IDLE空闲中断是检测到有数据被接收后,总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据的时候发生的。 串口空闲中断(UART_IT_IDLE):STM32的IDLE的中断在串口无数据接收的情况

    2024年01月23日
    浏览(29)
  • STM32:串口轮询模式、中断模式、DMA模式和接收不定长数据

           在STM32每个串口的内部都有两个寄存器:发送数据寄存器(TDR)/发送移位寄存器,当我们调用HAL_UART_Transmit 把数据发送出去时,CPU会将数据依次将数据发送到数据寄存器中,移位寄存器中的数据会根据我们设置的比特率传化成高低电平从TX引脚输出。待发送移位寄存器中发

    2024年02月07日
    浏览(27)
  • Stm32407串口1空闲中断+DMA收发(基于标准库实现)

    stm32串口的配置很简单,这里就不赘述了,使用 USART_SendData() 阻塞模式发送数据,或是接收中断配置 “接收缓冲区非空” USART_IT_RXNE ,这种做法效率很低,而且来一个数据中断一次数据处理起来也麻烦。 这里基于STM32F407提供一种串口空闲中断+DMA接收的方式,通过库函数编程

    2024年02月16日
    浏览(28)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包