USART 接受GPS数据讨论

只看该作者 · 2011-1-11 17:23

本人新手，这是学生生涯中唯一一次接触实际的项目。现在和大家请教下普遍的串口接受的问题，以启发后面的新人（当然包括我自己）。

   现在我是需要用STM32的USART接受GPS输出的数据，GPS固定每1秒输出一次。STM32的USART没有固定的接受缓冲区。我的理解就是需要每接受到一个字节，就响应下串口接受中断，然后把这个数据读到你自己设置的缓冲区中，这样做是可以，但比较麻烦。

   对于GPS这种数据，它的数据帧的长度只有两种可能（我手里的是这样的，分别是147和195个字节），且他们数据帧的帧头和帧尾都是固定的。

   对于这种情况，请教下大家是不是有更加简单和高效的方法，就可以从GPS数据帧中提起出我想要的数据呢？

1万 · 2011-1-11 17:35

可以使用DMA传输数据。

只看该作者 · 2011-1-11 17:40

谢谢香版主的提示，DMA我也想到过。DMA方式是无需CPU的干预，但会不会出现我程序正在读USART缓冲区中数据时，DMA也正在写缓冲区数据的情况呢？如果有这样的情况发送的话，应该是会出现错误吧？

1万 · 2011-1-11 17:49

你不是1秒钟才传送一次数据吗？这么长时间你都来不及吗？

只看该作者 · 2011-1-12 09:22

DMA只能设置接收固定字节吧？有两种长度的不太好做？

不过象GPS这种慢速外设，直接在中断里面做不就好了？
收一个存一个，收到回车（记得回车是一行数据的结尾标志），把这一行解析了（也不耗什么时间）。
然后从数组开头重新存下一行的数据。

1万 · 2011-1-12 09:35

DMA只能设置接收固定字节吧？有两种长度的不太好做？

不过象GPS这种慢速外设，直接在中断里面做不就好了？
收一个存一个，收到回车（记得回车是一行数据的结尾标志），把这一行解析了（也不耗什么时间）。
然后从数 ...
heuyck 发表于 2011-1-12 09:22

赞同，直接在中断里面做比较合适。

只看该作者 · 2011-1-12 09:48

速度比较慢，难度很小。

只看该作者 · 2011-1-12 23:15

多谢楼上各位的回复！我自己看了下，GPS数据长度长度不定的话，用DMA方式确实是不好做的，正如 heuyck 所说，DMA要设置接受的字节长度。heuyck提到的方法和我之前的想法一样，我试试。

3万 · 2011-1-12 23:24

搜“NMEA 解析”，有一个类可以解析GPS数据，并将经纬度、速度、高度、时间等信息放入一个结构体中。你可以参考一下。只需要把接收到的字节不停传递给它即可，它内部用状态机来实现解析。

只看该作者 · 2011-1-25 14:10

只看该作者 · 2011-1-26 00:22

这个用中断或者查询来做都可以，把数据放入一个缓冲区，如果一段时间没有收到新数据（例如100ms），就认为数据帧结束了，然后再从头到尾解析一下就可以了。工作量不大的。

1万 · 2011-1-26 08:19

如果是9600的波特率，按800字节/秒计算，147和195字节也只分别需要0.185~0.245秒就完成，使用超时控制很容易实现的。即使按照250ms超时计算，你还有至少600~700ms的时间做计算。

只看该作者 · 2011-2-9 15:51

目前我是用中断来实现的，每接受到一个字节的数据就响应接受中断。因为GPS数据有标准的帧头和帧尾，遇到帧头就开始存数据到缓冲区，遇到帧尾就解析数据。这种方法比较直接，我一开始就考虑了这个方法，我当时发帖的目的是和大家讨论下，有没有更加高效的方法。

只看该作者 · 2011-2-10 14:38

中断里面尽量少做事情。顶多是接收一下数据，然后判断一下是否需要对数据进行分析。具体的分析工作还是留到主循环去做。
另外，GPS发送出来的数据不只两种长度，是可以根据你的命令进行配置的，最长大约有500字节左右。但实际上消耗的时间没有500字节需要的那么长，实际上接收8bit是由硬件完成，软件耗时是去读的时间。当然，现在我也不是很明白，利用硬件UART接收数据时是否占用系统资源。

只看该作者 · 2011-2-11 09:11

香主说的是单字节超时，即数据流断开的时间超过一个字节所需时间的话，在串口通信时可以认为是整个数据包收完了。这个数据流的概念，在一些有通信超时检测功能的MCU里直接体现出来了，没有的话就在定时器中断里判断。在我身边的工程师，几乎没一个有这种认识，都是测量整串码所占时间，可悲...
由于协议是文本协议，控制命令和数据体一般不会重叠，按heuyck说的检测回车符也是不错的办法。
楼主说数据长度只有两种可能，我只想说，一切皆有可能，因为接收的是字符串，长度可变，随时可能变出个148和196。处理字符串绝对没有像操作整形变量那样简单。
不过标准C函数库里有大量字符串处理函数，其中就有sscanf可以直接从字符串里分离出各种形式变量的高级函数。楼主不妨了解一下。
尽管在你的项目中，数据接收速度是如此慢，但在实际应用中，可能遇到一次收到两串码的情况。这时就要考虑队列的应用了。不然就要承担丢失数据的风险。

只看该作者 · 2011-2-14 13:45

这篇帖子能得到这么多高手的讨论和指教，真是很高兴。
1. 对于sdpz再次提到的单字节超时，我在做485多机通信的时候应用过，在定时器中断中判断。
2. sscanf确实很好用，因为我只需要GPS帧中的几个数据，所以我就没有用这个函数。
3. 对于GPS输出的数据，因为我们买的是一个做好的模块，它输出的数据一次只有两种格式。我在经行帧解析的时候，首先经行帧长度的检查，如果长度不对，就认为出错了。
4. 对于sdpz提到的“尽管在你的项目中，数据接收速度是如此慢，但在实际应用中，可能遇到一次收到两串码的情况。这时就要考虑队列的应用了。不然就要承担丢失数据的风险。”，这个确实是我没有想到但确实会出现的问题，多谢sdpz的提醒。