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[STM32F0]

STM32F0 USART 常用配置，DMA不定长接收

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初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
CD, DM, ST, ar
USART 是Universal synchronous asynchronous receiver transmitter（通用同步和异步收发器）的简写，这里的同步和异步是根据是否同用一个信号时钟区分，如常见的串口通信，就是异步，SPI是同步。

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沙发
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:17 | 只看该作者
一、串口的初始化
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/*************************************************

uart1

配置串口一的发送和接收的GPIO口功能，以及中断

**************************************************/

void uart1_init(u32 pclk,u32 baud)

 {     

        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;

   

        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

        

        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);                //Tx

        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);                //Rx

        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_1);                //RTS/CTS

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_12;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;        

        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

     

        

    //配置串口中断优先级

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = USART1_IRQn; 

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority           = 2;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;

        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        

 

        USART_DeInit(USART1); 

        USART_InitStructure.USART_BaudRate            = baud;                              //波特率

        USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;                //数据长度8

        USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;                   //1个停止位

        USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;                    //无奇偶校验

        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS;     //硬件流控制

        USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

        

 

        

        USART_DECmd(USART1,ENABLE); //485硬件控制驱动使能

        USART_DEPolarityConfig(USART1,USART_DEPolarity_High); //DE 触发后极性

        USART_SetDEAssertionTime(USART1,4);  

        USART_SetDEDeassertionTime(USART1,4);    

        

        

        USART_OverSampling8Cmd(USART1,ENABLE);   //设置过采样率为 8  默认为16        

            USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

                        

        //USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能串口空闲中断

    //USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);//清除串口空闲中断标志位

        

        

        USART_SetReceiverTimeOut(USART1,2);//空闲2bit后出发中断

        

        USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RTO,ENABLE);//使能接收超时中断

        

        USART_ReceiverTimeOutCmd(USART1, ENABLE);

        

        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RTO);

        

            USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口    

        

        DMA1_Config();

        

        StaFlag.D_A_Pro = BUF_NO2;//首次进来让 dma使用数组2

        

        StaFlag.Busy_Buf = BUF_NO2;

 }

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板凳
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:19 | 只看该作者
DMA不定长接收，pingpong接收
        所谓DMA不定长接收是 作为接收方的单片机不知道 主机发送的 通信命令字节长度，因此需要完全接收，然后再解析。一个命令通常包含十几~几十个甚至几百个字节，通常都会有相应的协议规定，命令头，命令长度，校验位，命令大小，命令的参数内容等等。通常人们会将一整条命令称为一个包或者一帧。、

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地板
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:21 | 只看该作者
    高速通信的情况下，用接收中断一字节一字节的接收，会占用大量CPU的时间，而且存在丢数据的可能，因此一般采用DMA进行接收。

        DMA是什么不再赘述，只需要知道它是个“搬运工”，设置好要去那里“搬运”，“搬运”到那里，它就会不断的干活。

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5楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:22 | 只看该作者
   每当接收完成一个字节后，DMA控制模块，会将这个字节移动我们设置好的内存区域（自定义的数组），当整条命令接收完成后，总线会空闲一段时间，我们可以设置串口空闲中断或者接收超时中断，当总线不再传输数据是，就会进入中断，在中断中我们搞个标志位标志一下，然后在主函数中，去解析这条命令。

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6楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:23 | 只看该作者
有时候主机发送实在是太快了，单片机处理到一半，又来数据了，如果只有一个接收数组，新的命令会同样会被搬运到 这个数组上，造成覆盖。此时解析命令就会出现混乱。为此需要进行pingpong接收，pingpong接收是指采用两个数组进行接收，，数组1接收完成一个包后，如果此时又有数据来了，新的数据将“搬运”到数组2，数组2接收完成一个包后，下一个包的数据将“搬运”到数组1，像来回的乒乓球。

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7楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:24 | 只看该作者
下面为DMA接收的初始化：
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extern u8 Getfinsh_BUF;        

extern u8 Busy_Buf_flag;       // 用于切换两个数组PINGPONG接收

 

u8 USART_RX_BUF1[USART_RX_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.

u8 USART_RX_BUF2[USART_RX_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.

 

u16 USART_RX_len=0;       //接收状态标记(字节数)

 

// 用USART_RX_BUF2来做发送数组，

u8 USART1_TX_BUF[USART_TX_LEN];     //发送缓冲,最大USART_TX_LEN个字节.

/*************************************************

DMA1

用

**************************************************/

static DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

void DMA1_Config(void)

{

    NVIC_InitTypeDef    NVIC_InitStructure;        

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); 

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);      //使能SYSCFG时钟,必须的        

     //和SPI1 DMA冲突，重映射

    

    SYSCFG_DMAChannelRemapConfig(SYSCFG_DMARemap_USART1Tx, ENABLE);//将DMA串口发送从通道2重映射到通道4

    SYSCFG_DMAChannelRemapConfig(SYSCFG_DMARemap_USART1Rx, ENABLE);//将DMA串口发送从通道3重映射到通道5

    

          /*****DMA发送配置 Memory->Peripheral *****************/

    DMA_DeInit(DMA1_Channel4);                       //将DMA1_Channel4信道寄存器初始化为默认的重置值。

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART_RX_LEN;   //设置DMA1的Buffer缓冲区大小，DMA1_MEM_LEN_RX为自定义的变量 

    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;       //关闭内存到内存

    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;      //正常模式

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  //内存到外设

    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; //优先级非常高

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->TDR;   //设置外设接收地址 

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc =  DMA_PeripheralInc_Disable;    //外设地址不变

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;      //设置内存数据长度以Byte为单位

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART_RX_BUF2;             //设置内存发送地址，DMA_Tx为自定义变量

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //设置外设数据长度以Byte为单位

    DMA_Init(DMA1_Channel4,&DMA_InitStructure);

    

    DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4); //清除DMA_ch4传输完成中断标志                 

    DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE);//使能DMA1_CH4传输完成中断                

    USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);//发送数组和接收数组2 共用一个

        

   /*****DMA接收配置 Peripheral->Memory*****************/

    DMA_DeInit(DMA1_Channel5);

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART_RX_LEN;  

    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;    

    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;   

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  

    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; 

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->RDR;    

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc =  DMA_PeripheralInc_Disable;

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; 

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART_RX_BUF2;  

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

    DMA_Init(DMA1_Channel5,&DMA_InitStructure);

    

    DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC5); 

    DMA_ITConfig(DMA1_Channel5,DMA_IT_TC,ENABLE);

    USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);

    DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);  //使能DMA通道3

                

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_5_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 1;

                

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

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8楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:26 | 只看该作者
串口一中断处理，pingpong切换

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///*************************************************

//       USART1_IRQHandler

//              串口2中断

//**************************************************/

void USART1_IRQHandler(void)

{

 

   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_ORE) != RESET)

    {

     // USART_ReceiveData(USART1);

      USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_ORE);      

    }

   

           if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RTO) != RESET) //超时中断

        {

          

           USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RTO);        //清除中断标志位           

          

           DMA1_Channel5->CCR &= (uint16_t)(~DMA_CCR_EN); //关DMA

          USART_RX_len= USART_RX_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);    //获得传输的数据个数        

          

          if(USART_RX_len>7) //命令大小不可能小于 6 

          {

            StaFlag.RX_Finsh_BUF = StaFlag.Busy_Buf;           //标志接收完成的BUF

            StaFlag.RX_Finsh =1;

          }

          if(StaFlag.Busy_Buf!=BUF_NO1||StaFlag.D_A_Pro==BUF_NO2) // 1号数组没有被使用，没有正在解析

          {   

              DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART_RX_BUF1;

              DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

              StaFlag.Busy_Buf=BUF_NO1;

             // GPIOB->ODR|=1<<7;

          }

          else

          {

              DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART_RX_BUF2;

              DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

              StaFlag.Busy_Buf=BUF_NO2;

             // GPIOA->ODR|=1<<4; 

          }  

        }

       DMA1_Channel5->CCR |= DMA_CCR_EN; //开DMA   

}

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9楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:27 | 只看该作者
硬件收发控制
因为单片机出来的串口信号是TTL信号，传输距离较近，为了实现较远距离的通信，会将串口的TTL信号转成485或232，其中485采用的是差分信号，抗共模干扰能力强，无论是485芯片还是232芯片，都有一个引脚用于控制通信的方向（接收 or 发送），单片机出来TX引脚和RX引脚，还需要额外一个RTS/CTS引脚去控制，STM32F0 的串口中有对应的功能，调用函数启用即可。

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10楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:29 | 只看该作者
        USART_DECmd(USART1,ENABLE); //485硬件控制驱动使能
        USART_DEPolarityConfig(USART1,USART_DEPolarity_High); //DE 触发后极性
        USART_SetDEAssertionTime(USART1,4);  //
        USART_SetDEDeassertionTime(USART1,4);

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11楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:31 | 只看该作者
过采样率
48MHZ主频下，USART波特率最大为3MHZ ,因为USART默认配置成16位采样率，可以通过下面函数来进行设置。

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12楼
初级工程渣|  楼主 | 2021-12-31 23:32 | 只看该作者
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USART_OverSampling8Cmd(USART1,ENABLE);   //设置过采样率为 8  默认为16  


主频48M，过采样率为8情况下，USART波特率最大为6MHZ

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