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串口通信是經(jīng)常使用到的功能，在STM32中UART具有DMA功能，并且收發(fā)都可以使用DMA，使用DMA發(fā)送基本上大家不會(huì)遇到什么問題，因?yàn)榘l(fā)送的時(shí)候會(huì)告知DMA發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，DMA按照發(fā)送的長(zhǎng)度直接發(fā)送就OK了，但是使用DMA接收時(shí)候就不同了，因?yàn)橛袝r(shí)候數(shù)據(jù)接收并不是每一次都是定長(zhǎng)的，但是DMA只在接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和設(shè)定數(shù)據(jù)長(zhǎng)度相同的時(shí)候才可以觸發(fā)中斷，告訴MCU數(shù)據(jù)接收完畢，針對(duì)這個(gè)問題，解決方法如下，有一點(diǎn)復(fù)雜，但是很管用。 1、 首先了解串口通信的協(xié)議  (原文件名:1.jpg) 從上圖可知，UART在傳輸一個(gè)字節(jié)的時(shí)候，首先拉低，傳輸起始位，然后在是LSB –MSB，最后是停止位，停止位是高電平 2、 超時(shí)時(shí)間 搞過串口通信的都知道，如果串口有協(xié)議，一般都是有個(gè)超時(shí)時(shí)間的，超時(shí)時(shí)間是定義兩個(gè)幀之間的間隔的，如果串口接收到一個(gè)字節(jié)后，在規(guī)定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有接收到其他數(shù)據(jù)，我們則認(rèn)為前面接收的數(shù)據(jù)位一幀。  (原文件名:2.jpg) 3、 定時(shí)器復(fù)位復(fù)位模式 STM32定時(shí)器功能比較強(qiáng)大，其中有一種模式為復(fù)位模式，  (原文件名:3.jpg) 上圖STM32 用戶手冊(cè)中的舉例，注意紅色箭頭指向的位置，TI1的輸入上升沿會(huì)復(fù)位定時(shí)器的計(jì)數(shù)器，具體請(qǐng)查閱STM32用戶手冊(cè)關(guān)于這部分的描述。 整體的思路是這樣的，一開始設(shè)置好DMA接收，可以把緩沖區(qū)長(zhǎng)度設(shè)置為幀最大長(zhǎng)度，我們可以把RX連接到定時(shí)器的管腳輸入端，并且一開始設(shè)置輸入并且使能引腳下降沿中斷，當(dāng)幀的第一個(gè)字節(jié)發(fā)送時(shí)，因?yàn)槠鹗嘉粸榈碗娖剑臻e時(shí)UART為高電平，滿足條件，進(jìn)入中斷，禁止中斷，并且在中斷中開啟定時(shí)器，該定時(shí)器工作在復(fù)位模式，上升沿復(fù)位，并且設(shè)置好定時(shí)器輸出比較值為超時(shí)時(shí)間，比如20ms，這樣，在傳輸后面字節(jié)時(shí)，肯定會(huì)有高低電平出現(xiàn)，即便是傳輸?shù)氖?x00，0xFF，雖然UART數(shù)據(jù)區(qū)不變，但是都為1，或都為0，但是因?yàn)槠鹗嘉粸榈碗娖?，停止位是高電平，所以肯定?huì)有上升沿，定時(shí)器會(huì)一直復(fù)位，輸出定時(shí)器的計(jì)數(shù)器一直到達(dá)不了輸出比較值，當(dāng)一幀傳輸結(jié)束后，定時(shí)在最后一個(gè)字節(jié)復(fù)位后，由于沒有數(shù)據(jù)繼續(xù)到達(dá)，無法復(fù)位，則計(jì)數(shù)器就能計(jì)到輸出比較值，這時(shí)發(fā)出中斷，在定時(shí)器中斷中可以計(jì)算出接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，并且通知外部數(shù)據(jù)已經(jīng)接收完畢。 4、 功能實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)的步驟： 1、硬件連接：UART的RX線在連接外部的同時(shí)，還需要連接到一個(gè)定時(shí)器的輸入端TIMx_CHx，定時(shí)器可以為任意定時(shí)器，但是CHx，只能為CH1或CH2，具體的需要看STM32的定時(shí)器邏輯圖，以STM32F101CB為例，我們暫定把UART1的RX在連接RS232的同時(shí)，還連接到TIM4_CH2。 2、軟件設(shè)置 a) IO、中斷設(shè)置：在把UART功能口設(shè)置好后，還需要設(shè)置TIM4_CH2為輸入上拉，并且使能該引腳外部中斷 /** * @brief Configures the different GPIO ports. * @param None * @retval : None */ void GPIO_Configuration(void) { /* Configure USART1_Rx as input floating */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /* Configure USART1_Tx as alternate push-pull */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /* GPIOB.7 Configuration: TIM4 Channel2 as input floatinng */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); } /** * @brief Configures the system EXIT. * @param None * @retval None */ void EXTI_Configuration(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; /* Connect EXTI8 Line to PB.07 pin */ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource7); /* Configure EXTI8 line */ EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line7; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); /* Clears EXTI line pending bits. */ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7); } /** * @brief Configures NVIC and Vector Table base location. * @param None * @retval : None */ void NVIC_Configuration(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* Configure the NVIC Preemption Priority Bits*/ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */ NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); /* Enable the DMA1_Channel_Rx Interrupt */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /* Configure DMA1_Channel_Tx interrupt */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /* Configure TIM1 update interrupt */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 5; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /* Enable and set EXTI9_5 Interrupt to the lowest priority */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 6; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } 把DMA接收的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置為你認(rèn)為最大的幀長(zhǎng)度，（如果最長(zhǎng)不能確定，也可以隨便指定一個(gè)長(zhǎng)度，后面再講怎么實(shí)現(xiàn)）。 b) 定時(shí)器設(shè)置 因?yàn)槭褂玫氖荰IM4_CH2，所以需要配置TIM4，并且配置為復(fù)位模式，把超時(shí)時(shí)間定為20ms，為了方便TIM4時(shí)鐘定輸入為1KHZ /* * This function is called by timer_init() to perform the non-generic portion * of the initialization of the timer module. */ void timer_init_non_generic(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; /* TIM4 configuration ----------------------------------------------------*/ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = SystemCoreClock/1000000 * 1000 - 1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); /* Output Compare Mode configuration: Channel1 */ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 20; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure); /* TIM4 Channel 2 Input Capture Configuration */ TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0; TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure); /* TIM4 Input trigger configuration: External Trigger connected to TI2 */ TIM_SelectInputTrigger(TIM4, TIM_TS_TI2FP2); /* TIM4 configuration in slave reset mode where the timer counter is re-initialied in response to rising edges on an input capture (TI2) */ TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset); /* TIM4 IT CC1 enable */ TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC1, ENABLE); } c)工作過程如下 在串口傳輸起始位的時(shí)候，首先產(chǎn)生外部中斷，在外部中斷中開啟定時(shí)器，禁止外部中斷，只要串口上一直有數(shù)據(jù)，定時(shí)器肯定會(huì)不停的復(fù)位，到達(dá)不了定時(shí)時(shí)間，當(dāng)串口上沒有數(shù)據(jù)的時(shí)候，到超時(shí)時(shí)間后，定時(shí)器產(chǎn)生中斷，此時(shí)可以讀出接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，然后開啟外部中斷，進(jìn)入下一個(gè)周期。  (原文件名:4.jpg) 總結(jié)：本方法的缺點(diǎn)是程序開始的初始化麻煩些，但是優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，徹底解放了CPU，這樣在計(jì)算串口超時(shí)的時(shí)候，就不需要定時(shí)器不停的中斷，并且串口接收數(shù)據(jù)使用DMA方式，也不需要CPU參與，只是在接收結(jié)束的時(shí)候通知CPU取數(shù)據(jù)，CPU的利用率會(huì)更高。 |
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