STM32串口DMA超时接收方法，可大大节约CPU时间

只看该作者 · 2021-12-31 22:09

本办法使用定时器定时查询DMA接收到的数据，如果超过设定的周期则认为本次数据包结束，将数据拷贝到缓冲区，交由其他程序处理。可以接收任意大小的数据包，尤其适用于MODBUS等协议，曾经用于GPS、GPRS等接收，很实用。本方法占用CPU时间极少，尤其是波特率很高时，效果更加明显。
当某一个串口的数据接收超时以后，定时器中断中将数据拷贝到缓冲区，在主程序中可以判断数据标志UART1_Flag，大于0的时候即代表有数据接收到，可以处理，处理完后将此变量清零即可。
两个数据包间隔较小时，可以将定时器的周期调短些。

//超时时间定义
#define       UART1_TimeoutComp 2  //20ms
#define       UART2_TimeoutComp 10  //100ms
#define       UART3_TimeoutComp 10  //100ms

#define SRC_USART1_DR (&(USART1->DR)) //串口接收寄存器作为源头
#define SRC_USART2_DR (&(USART2->DR)) //串口接收寄存器作为源头
#define SRC_USART3_DR (&(USART3->DR)) //串口接收寄存器作为源头

extern u16 UART1_Flag,UART2_Flag,UART3_Flag;
extern u8 uart1_data[200],uart3_data[500],uart2_data[500];

u8 UART1_Timeout,UART2_Timeout,UART3_Timeout;
u16 UART1_FlagTemp,UART2_FlagTemp,UART3_FlagTemp;
u8 uart1_data_temp[200],uart2_data_temp[500],uart3_data_temp[500];

u16 uart1_Flag_last=0,uart2_Flag_last=0,uart3_Flag_last=0;

//定时器初始化
void TimerInit(void)
{
//定时器初始化数据结构定义
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//初始化定时器，用于超时接收，20ms

      //复位计数器
      TIM_DeInit(TIM2);

      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period          = 100;             //计数上限，100*100us = 10000us = 10ms
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler       = 4799;       //预分频4800,48MHz主频，分频后时钟周期100us
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //不分频
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode    = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
      //初始化
      TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

      //清中断
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

      //使能定时器中断
      TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
   TIM_UpdateDisableConfig(TIM2,DISABLE);
      //定时器清零
      TIM_SetCounter(TIM2,0);
      //定时器启动
   TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

只看该作者 · 2021-12-31 22:09

//DMA初始化，只列出一个通道，其他两个通道相同
void DMA5_Init(void)
{
  DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

  DMA_DeInit(DMA1_Channel5); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)SRC_USART1_DR; //源头BUF既是 (&(USART1->DR))
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)uart1_data_temp; //目标BUF 既是要写在哪个个数组之中
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //外设作源头//外设是作为数据传输的目的地还是来源
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 200; //DMA缓存的大小单位在下边设定
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不递增
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //外设字节为单位
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //内存字节为单位
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //工作在循环缓存模式
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //4优先级之一的(高优先)VeryHigh/High/Medium/Low
  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //非内存到内存
  DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道1寄存器
  DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE); //DMA5传输完成中断
  USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能USART1的接收DMA请求

  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); //正式允许DMA
}

只看该作者 · 2021-12-31 22:10

//串口初始化，只列出一个通道，其他两个通道相同
void USART1_Configuration(void)
{
//串口初始化数据结构定义
      USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

      //初始化串口为38400,n,8,1
      USART_InitStructure.USART_BaudRate          = 38400  ;
      USART_InitStructure.USART_WordLength       = USART_WordLength_8b;
      USART_InitStructure.USART_StopBits          = USART_StopBits_1;
      USART_InitStructure.USART_Parity             = USART_Parity_No ;
      USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
      USART_InitStructure.USART_Mode             = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
      //初始化
      USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

      //启动串口，不需要接收中断
      USART_Cmd(USART1, ENABLE);

      //默认设置为输入状态
      DMA5_Init();
}

只看该作者 · 2021-12-31 22:11

//定时器中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
  u16 i;
  //清定时器中断
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_FLAG_Update);

  UART1_Timeout++;
  UART2_Timeout++;
  UART3_Timeout++;
//------------------------------------------------------------------
  i=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);
  DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_GL5); //清除全部中断标志

  if(i!=uart1_Flag_last)  //未完成传输
  {
      UART1_Timeout=0;
      uart1_Flag_last=i;
  }
  else
  {
if(UART1_Timeout>UART1_TimeoutComp)  //产生超时
      {
         if(i<200) //有数据接收到
         {
               UART1_FlagTemp=200-i;    //得到接收到的字节数

            for(i=0;i<UART1_FlagTemp;i++)  //将数据拷贝到缓冲区
               uart1_data[i]=uart1_data_temp[i];
            UART1_Flag=UART1_FlagTemp;

            DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5);
            DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); //正式允许DMA
            DMA5_Init();
         }
         UART1_Timeout=0;
      }
  }
  //------------------------------------------------------------------
  i=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel6);
  DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_GL6); //清除全部中断标志

  if(i!=uart2_Flag_last)  //未完成传输
  {
      UART2_Timeout=0;
      uart2_Flag_last=i;
  }
  else
  {
if(UART2_Timeout>UART2_TimeoutComp)  //产生超时
      {
         if(i<500) //有数据接收到
         {
               UART2_FlagTemp=500-i;  //得到接收到的字节数

            for(i=0;i<UART2_FlagTemp;i++)  //将数据拷贝到缓冲区
               uart2_data[i]=uart2_data_temp[i];
            UART2_Flag=UART2_FlagTemp;

            DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC6);
            DMA_Cmd(DMA1_Channel6, DISABLE); //正式允许DMA
            DMA6_Init();

         }
         UART2_Timeout=0;
      }
  }
  //------------------------------------------------------------------
  i=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);
  DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_GL3); //清除全部中断标志

  if(i!=uart3_Flag_last)  //未完成传输
  {
      UART3_Timeout=0;
      uart3_Flag_last=i;
  }
  else
  {
if(UART3_Timeout>UART3_TimeoutComp)  //产生超时
      {
         if(i<500) //有数据接收到
         {
               UART3_FlagTemp=500-i;  //得到接收到的字节数

            for(i=0;i<UART3_FlagTemp;i++)  //将数据拷贝到缓冲区
               uart3_data[i]=uart3_data_temp[i];
            UART3_Flag=UART3_FlagTemp;

            DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC3);
            DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE); //正式允许DMA
            DMA3_Init();

         }
         UART3_Timeout=0;
      }
  }
}