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STM32 UART DMA实现未知数据长度接收

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niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
串口通信是经常使用到的功能,在STM32中UART具有DMA功能,并且收发都可以使用DMA,使用DMA发送基本上大家不会遇到什么问题,因为发送的时候会告知DMA发送的数据长度,DMA按照发送的长度直接发送就OK了,但是使用DMA接收时候就不同了,因为有时候数据接收并不是每一次都是定长的,但是DMA只在接收数据长度和设定数据长度相同的时候才可以触发中断,告诉MCU数据接收完毕,针对这个问题,解决方法如下,有一点复杂,但是很管用。

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沙发
niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:20 | 只看该作者
1、 首先了解串口通信的协议
从上图可知,UART在传输一个字节的时候,首先拉低,传输起始位,然后在是LSB –MSB,最后是停止位,停止位是高电平
2、 超时时间
搞过串口通信的都知道,如果串口有协议,一般都是有个超时时间的,超时时间是定义两个帧之间的间隔的,如果串口接收到一个字节后,在规定的超时时间内没有接收到其他数据,我们则认为前面接收的数据位一帧。

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niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:24 | 只看该作者
3、 定时器复位复位模式
STM32定时器功能比较强大,其中有一种模式为复位模式,
上图STM32 用户手册中的举例,注意红色箭头指向的位置,TI1的输入上升沿会复位定时器的计数器,具体请查阅STM32用户手册关于这部分的描述。
整体的思路是这样的,一开始设置好DMA接收,可以把缓冲区长度设置为帧最大长度,我们可以把RX连接到定时器的管脚输入端,并且一开始设置输入并且使能引脚下降沿中断,当帧的第一个字节发送时,因为起始位为低电平,空闲时UART为高电平,满足条件,进入中断,禁止中断,并且在中断中开启定时器,该定时器工作在复位模式,上升沿复位,并且设置好定时器输出比较值为超时时间,比如20ms,这样,在传输后面字节时,肯定会有高低电平出现,即便是传输的是0x00,0xFF,虽然UART数据区不变,但是都为1,或都为0,但是因为起始位为低电平,停止位是高电平,所以肯定会有上升沿,定时器会一直复位,输出定时器的计数器一直到达不了输出比较值,当一帧传输结束后,定时在最后一个字节复位后,由于没有数据继续到达,无法复位,则计数器就能计到输出比较值,这时发出中断,在定时器中断中可以计算出接收数据的长度,并且通知外部数据已经接收完毕。

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niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:25 | 只看该作者
4、 功能实现实现的步骤:
1、硬件连接:UART的RX线在连接外部的同时,还需要连接到一个定时器的输入端TIMx_CHx,定时器可以为任意定时器,但是CHx,只能为CH1或CH2,具体的需要看STM32的定时器逻辑图,以STM32F101CB为例,我们暂定把UART1的RX在连接RS232的同时,还连接到TIM4_CH2。

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niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:26 | 只看该作者
2、软件设置
a) IO、中断设置:在把UART功能口设置好后,还需要设置TIM4_CH2为输入上拉,并且使能该引脚外部中断
/**
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] 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接收的数据缓冲区设置为你认为最大的帧长度,(如果最长不能确定,也可以随便指定一个长度,后面再讲怎么实现)。

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6
niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:26 | 只看该作者
b) 定时器设置
因为使用的是TIM4_CH2,所以需要配置TIM4,并且配置为复位模式,把超时时间定为20ms,为了方便TIM4时钟定输入为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);
}

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niuyaliang|  楼主 | 2015-7-30 16:27 | 只看该作者
c)工作过程如下
在串口传输起始位的时候,首先产生外部中断,在外部中断中开启定时器,禁止外部中断,只要串口上一直有数据,定时器肯定会不停的复位,到达不了定时时间,当串口上没有数据的时候,到超时时间后,定时器产生中断,此时可以读出接收的数据长度,然后开启外部中断,进入下一个周期。

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陌小生| | 2015-7-31 11:45 | 只看该作者
这个很有创意,收藏下,以后用得着。

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