STM32F407使用USART2外设进行DMA1发送以及接收未知长度的数据

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 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 10:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
AD, AC, ST, 407, CD
1、STM32的串口接收数据有三种方式可以选择:

1.1 轮询接收
       在主循环中一直判断串口接收完成标志位是否置位,如果置位则读取收到的数据。该种模式一般不会使用,其缺点很明显,当主函数在做其他工作时接收数据标志位置位,此时将得不到及时响应,从而错过后续数据的接收。

1.2 中断接收
       将串口接收配置为中断模式,当有数据收到时,进入到串口接收中断中读取数据。这种方式使用最多,好处是可以处理收到的每一字节数据,数据不会有漏掉,适合一般数据量少、接收频率低的场合。但是当频繁接收数据且串口使用多(STM32F4有六路串口)的情况下,会频繁的进入串口中断处理接收到的数据,会影响系统的性能。

1.3 空闲中断接收
       严格来说,空闲中断接收模式也是一种中断接收模式,只不过稍加改进,当一帧数据接收完成之后,串口会进入到空闲中断中去,然后在空闲中断中处理收到的数据。这种模式对处理不定长数据帧带来很大的便利,我们不必频繁的进入接收中断处理数据,但是弊端也是明显的,由于每次都要接收完一个完整的数据帧后才空闲中断,所以当一帧数据出错时,我们也不得不接收这帧错误的数据。在通讯可靠的场合,使用空闲中断接收模式接收串口数据,将会大大提高系统的性能。


 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 10:45 | 显示全部楼层
2 空闲中断接收原理及使用方法
2.1空闲中断接收的原理
       其实,空闲中断接收的原理非常简单,比如我们在使用波特率为115200 8 N 1模式接收数据时,接收每个bit和每个byte需要的时间是固定的,当我们发送一帧数据,如:0x55 0xaa 0x00 0x01 0x02 0x03 时,发送是连续的,也就是说如果使用串口接收中断,那么就会进入六次接收中断里,直到收到最后一byte数据0x03为止,但是我们使用空闲中断接收模式时,在收到最后一byte数据0x03后的一个byte时间段后没有收到下一byte数据,串口就认为此时处于空闲模式,然后就触发了空闲中断,进入到空闲中断接收服务函数中了。

2.2 空闲中断使用方法
      我们使用DMA来暂存接收到的串口数据,然后在空闲中断中取出数据。整个操作比较简单。接下来谈谈整个实现过程。
 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 10:48 | 显示全部楼层
3、串口的配置

这里我们使用的时USART2-----这里我们分模块进行配置

3.1 串口USART2的配置

  1. u8 USART2_RX_BUF[USART2_REC_LEN]={0};     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.

  2. u16 USART2_RX_STA=0;       //接收状态标记       

  3. u16 USART2_RX_CNT=0;
  4. //初始化IO 串口2   bound:波特率       
  5. void RS422_Init(u32 bound)
  6. {           
  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  8.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  9.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  10.        
  11.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
  12.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART2时钟
  13.        
  14.   //串口2引脚复用映射
  15.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA2复用为USART2
  16.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA3复用为USART2
  17.        
  18.         //USART2   
  19.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //GPIOA2与GPIOA3
  20.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
  21.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;        //速度100MHz
  22.         GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
  23.         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
  24.         GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA2,PA3
  25.        
  26.         //PA4推挽输出,485模式控制  
  27.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; //GPIOA4
  28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出
  29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;        //速度100MHz
  30.         GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
  31.         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
  32.         GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA4
  33.        
  34.         RS422_TX_EN=1;                                //初始化接收模式       
  35.    
  36.    //USART2 初始化设置
  37.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
  38.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
  39.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
  40.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
  41.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
  42.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式
  43.    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
  44.        
  45.    USART_Cmd(USART2, ENABLE);  //使能串口 2       
  46.         USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC);//清除发送完成标志
  47.         //USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接受中断  
  48.    USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);//开启空闲,幁错,噪声,校验错中断
  49.   

  50.    
  51.         //Usart2 NVIC 配置
  52.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
  53.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级3
  54.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;                //子优先级3
  55.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
  56.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
  57.    

  58.     USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);  //使能串口2的DMA发送   
  59.         USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);  //使能串口2的DMA接收
  60. }

  61. //串口2接收中断服务函数
  62. void USART2_IRQHandler(void)(接系统板)
  63. {
  64.         //u8 rec_data;
  65.           if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) != RESET)//检测到空闲中断
  66.         {       
  67.       DMA_Cmd(DMA1_Stream5,DISABLE);
  68.       USART2_RX_STA=0x08;
  69.       printf("zhoubofeng");
  70.       USART2_RX_CNT=USART2->SR;//清除中断标志位
  71.       USART2_RX_CNT=USART2->DR;
  72.       USART2_RX_CNT=USART2_REC_LEN-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Stream0);  //收到的数据长度
  73.       //memset(, 0, );    //清空接受区
  74.       DMA1_Stream5->NDTR=USART2_REC_LEN;//重新装填
  75.       DMA_Cmd(DMA1_Stream5,ENABLE);    //接着传输
  76.    }                                                                                         
  77. }  


3.2 DMA1的配置

  1. void MYDMA_TXConfig(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u32 chx,u32 par,u32 mar,u16 ndtr)
  2. {

  3.         DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
  4.        
  5.         if((u32)DMA_Streamx>(u32)DMA2)//得到当前stream是属于DMA2还是DMA1
  6.         {
  7.           RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能
  8.                
  9.         }else
  10.         {
  11.           RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);//DMA1时钟使能
  12.         }
  13.   DMA_DeInit(DMA_Streamx);
  14.        
  15.         while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}//等待DMA可配置
  16.        
  17.   /* 配置 DMA Stream */
  18.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = chx;  //通道选择
  19.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = par;//DMA外设地址
  20.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = mar;//DMA 存储器0地址
  21.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;//存储器到外设模式
  22.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ndtr;//数据传输量
  23.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
  24.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器增量模式
  25.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
  26.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据长度:8位
  27.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;// 使用普通模式
  28.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//中等优先级
  29.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
  30.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;
  31.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存储器突发单次传输
  32.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外设突发单次传输
  33.   DMA_Init(DMA_Streamx, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
  34.   DMA_Cmd(DMA_Streamx,ENABLE);

  35. }
  36. //开启一次DMA传输
  37. //DMA_Streamx:DMA数据流,DMA1_Stream0~7/DMA2_Stream0~7
  38. //ndtr:数据传输量  
  39. void MYDMA_Enable(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u16 ndtr)
  40. {

  41.         DMA_Cmd(DMA_Streamx, DISABLE);                      //关闭DMA传输
  42.        
  43.         while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}        //确保DMA可以被设置  
  44.                
  45.         DMA_SetCurrDataCounter(DMA_Streamx,ndtr);          //数据传输量  

  46.         DMA_Cmd(DMA_Streamx, ENABLE);                      //开启DMA传输
  47. }       

  48. //DMAx的各通道配置
  49. //这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改
  50. //外设到存储器模式/8位数据宽度/存储器增量模式
  51. //DMA_Streamx:DMA数据流,DMA1_Stream0~7/DMA2_Stream0~7
  52. //chx:DMA通道选择,[url=home.php?mod=space&uid=144993]@ref[/url] DMA_channel DMA_Channel_0~DMA_Channel_7
  53. //par:外设地址
  54. //mar:存储器地址
  55. //ndtr:数据传输量  
  56. void MYDMA_RXConfigPtoM(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u32 chx,u32 par,u32 mar,u16 ndtr)
  57. {
  58.     DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;

  59.     if((u32)DMA_Streamx>(u32)DMA2)//得到当前stream是属于DMA2还是DMA1
  60.     {
  61.       RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能

  62.     }else
  63.     {
  64.       RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);//DMA1时钟使能
  65.     }
  66.   DMA_DeInit(DMA_Streamx);

  67.     while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}//等待DMA可配置

  68.   /* 配置 DMA Stream */
  69.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = chx;  //通道选择
  70.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = par;//DMA外设地址
  71.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = mar;//DMA 存储器0地址
  72.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//外设到存储器模式
  73.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ndtr;//数据传输量
  74.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
  75.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器增量模式
  76.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
  77.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据长度:8位
  78.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;// 使用循环模式
  79.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//高等优先级
  80.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;         
  81.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;
  82.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存储器突发单次传输
  83.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外设突发单次传输
  84.   DMA_Init(DMA_Streamx, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
  85.       
  86.   DMA_Cmd(DMA_Streamx,ENABLE);

  87. }
 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 10:49 | 显示全部楼层
DMA的使用需要根据外设的使用去查看数据手册,DMA的通道映射时一一对应的:
2253261ca7b2938aa1.png

3220761ca7b3bca4d7.png
 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 10:50 | 显示全部楼层
如若用其他的外设,可参照上表修改代码。

3.3 主函数

  1. 储存器源:
  2. u32 packebuff[900]={0};


  3. 初始化:       
  4. MYDMA_TXConfig(DMA1_Stream6,DMA_Channel_4,(u32)&USART2->DR,(u32)packebuff,sizeof(packebuff));//DMA2,STEAM7,CH4,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度为:SEND_BUF_SIZE.
  5. MYDMA_RXConfigPtoM(DMA1_Stream5,DMA_Channel_4,(u32)&USART2->DR,(u32)packebuff,sizeof(packebuff));//DMA2,STEAM7,CH4,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度为:SEND_BUF_SIZE.


  6.      USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);  //使能串口2的DMA发送   
  7.      USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);  //使能串口2的DMA接收      
  8.       
  9.       if(USART2_RX_STA==0x08)
  10.       {
  11.          MYDMA_Enable(DMA1_Stream6,USART2_RX_CNT);     //开始一次DMA传输!          
  12.        //等待DMA传输完成,此时我们来做另外一些事,点灯
  13.        //实际应用中,传输数据期间,可以执行另外的任务
  14.           while(1)
  15.           {
  16.             if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream6,DMA_FLAG_TCIF6)!=RESET)//等待DMA2_Steam7传输完成
  17.             {
  18.                USART2_RX_STA=0;
  19.                memset(packebuff, 0,sizeof(packebuff) );    //清空接受区packebuff,sizeof(packebuff)
  20.                DMA_ClearFlag(DMA1_Stream6,DMA_FLAG_TCIF6);//清除DMA2_Steam7传输完成标志
  21.                break;
  22.             }      
  23.          }
  24.       }
 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 16:08 | 显示全部楼层
 楼主| keer_zu 发表于 2021-12-28 16:32 | 显示全部楼层
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