【HT32F52352 Starter Kit测评】USART使用DMA接收不定长度数据详解

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       HT32F52352的串口分为USART和UART，USART和UART都支持DMA传输，使用DMA能够让串口在不过多占用CPU的情况下实现高效的数据收发，使用DMA发送数据比较简单，但要实现DMA接收就分为2种情况，一种是接收固定长度的数据，另一种是接收不固定长度数据，在实际使用中，接收不定长度数据的实际意义是比较大的。接收不定长度数据的难点是要判断接收数据何时结束的，这就要用到串口的超时中断，串口超时中断只在USART中支持，UART是不支持的。所以，只有USRAT能够实现DMA接收不定长度数据。
         原本原理还是比较清楚的，但HT32F52352的USART还有个特性就是FIFO，由于FIFO的存在，在实现使用DMA接收不定长度数据遇到了麻烦，我们先来看一下串口的方框图


从框图上看，串口的收发都要经过FIFO，收发中断也都和FIFO相关


在代码实现工程中，遇到的实际问题也都和FIFO相关。
       具体什么问题，我在下面的代码讲解，由于没找到官方的应用笔记，下面的代码都是一点点测试出来的，费了不少功夫
       先来看看DMA初始化


首先使能DMA的时钟


DMA发送配置如下：


由于发送数据不确定，所以数据块数量先设为0。配置完参数但不生效，需要在发送数据前再生效参数。使能中断时，PDMA_INT_GE必须使能，否则PDMA_INT_TC中断进步去（测试发现），DMA发送使用的是通道3（#definePDMA_USART1_TX            PDMA_CH3                      /*!< USART1_TX PDMAchannel number          */）
DMA接收配置如下：


使能中断时，PDMA_INT_GE必须使能，同时开启半传输和传输完中断，用于实现DMA的双缓冲接收。DMA接收使用的是通道2（#define PDMA_USART1_RX            PDMA_CH2                      /*!< USART1_RX PDMAchannel number          */）
       串口初始化如下：


先使能串口时钟和相关GPIO时钟，配置串口相关管脚功能。


配置串口基本参数。使能串口收发DMA，开启串口总中断，配置串口的接收超时中断，配置超时时间，设置FIFO收发阈值，最后使能串口发送和接收。
这里重点要说一下 USART_RXTLConfig(HT_USART1, USART_RXTL_02);       接收FIFO阈值不能设置为USART_RXTL_01（这里使用的是USART_RXTL_02），因为设置为USART_RXTL_01后，超时中断不能产生，会被DMA操作清除相关中断标志，这点非常重要！！！
由于开启了DMA和USART中断，相关的中断函数如下


DMA中断函数内有三个分支，分别是 接收半传输完成中断；接收完传输完成 中断；发送完 中断。在 接收半传输完成 中断和 接收完传输完成中断有读取缓存区数据操作，可用于数据分析。发送完 中断内关闭先关通道，等待下次数据发送。

读取缓存区数据函数如下：


这个函数的实际操作示意图如下




串口中断中只有FIFO time out 中断，用于处理接收超时后的操作，这里也是DMA接收不定长度数据的灵魂所在。Receive_DataPack(HT_USART1,USART_ReceiveData(HT_USART1));函数处理接收的数据，再配合之前的DMA中断处理，就可以收取到所有不定长的数据了。


DMA接收搬运的字节数由buff_length算的。


由于设置接收FIFO阈值为2，所以，此函数内处理了一下几种情况：
1 只接收到1个字节，不能触发DMA搬运，DMA搬运字节0（buff_length 为 0），直接从接收寄存器取数据


2 DMA搬运字节大于0个字节小于 半传输完 的字节


接收到最后一个字节前的数据由DMA接收通道搬运，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1），最后一个字节直接从接收寄存器取数据。
3 DMA搬运字节等于 半传输完的字节


DMA半传输 中断将缓存区数据取走（在DMA中断内处理，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1）），最后一个字节直接从接收寄存器取数据，存放到缓存区的后区的第一个字节位置。
4DMA搬运字节大于 半传输 的字节小于 全传输完 的字节


DMA半传输 中断将缓存区数据取走（在DMA中断内处理，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1）），大于半传输的DMA搬运数据在此处取出，存放在缓存区的后区，最后一个字节直接从接收寄存器取数据，存放到DMA缓存区的数据后面。
5DMA搬运字节等于 完全传输完


此时，DMA中断已将所以数据取走，最后这个字节为溢出字节。

       至此，所有和DAM接收不定长度数据的处理方法就介绍完了，这里面有不少坑，完全是一点点摸索出来的，我将源码放在附件内，希望对大家有所帮助！！！

学习了，平时很少用到DMA，out了。

chenjun89 发表于 2022-6-6 08:10
学习了，平时很少用到DMA，out了。

用起来很爽，但用之前的过程中有很对坑

学习了！

学到了，谢谢分享

串口不定长度数据接收不是弄个FIFO水位到达中断，和一个超时中断就可以了嘛，需要整得这么复杂吗？！

skyHorse999 发表于 2022-6-7 10:58
串口不定长度数据接收不是弄个FIFO水位到达中断，和一个超时中断就可以了嘛，需要整得这么复杂吗？！
...

大数据量传输效率可不是一个水平的哦，比如要收60多个字节，FIFO加中断要中断8次，用DMA一次就中断就可以。

DMA使用好了，能大大提高程序运行效率。

可以使用串口的idle中断吧。              

串口产生IDLE(空闲)中断,在中断函数中清除中断标志位,并获取接收 数据长度。

能不能用定时器判断接收数据超时？

mmbs 发表于 2022-11-3 20:38
可以使用串口的idle中断吧。

可以，但这款MCU是带FIFO的，和不带FIFO的还是有点区别

xiaoyaodz 发表于 2022-11-3 21:30
能不能用定时器判断接收数据超时？

理论上可以

添加启动IDLE中断和启动DMA接收

tabmone 发表于 2022-11-3 21:57
添加启动IDLE中断和启动DMA接收

说的是没错，但有FIFO，操作上还是有区别的

DMA能提高程序运行效率

AloneKaven 发表于 2022-11-4 20:34
DMA能提高程序运行效率

是的，非常高效

这个判断字符之间间隔使用的是什么算法

51xlf 发表于 2022-11-5 10:45
这个判断字符之间间隔使用的是什么算法

和单字节中断一样，保险起见逐个字节再遍历一遍，找包头包尾。

如何判断dma发送完毕呢？