【HT32F52352 Starter Kit测评】USART使用DMA接收不定长度数据详解

只看该作者 · 2022-6-5 20:34

本帖最后由 eltonchang2001 于 2022-11-9 13:56 编辑

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HT32F52352的串口分为USART和UART，USART和UART都支持DMA传输，使用DMA能够让串口在不过多占用CPU的情况下实现高效的数据收发，使用DMA发送数据比较简单，但要实现DMA接收就分为2种情况，一种是接收固定长度的数据，另一种是接收不固定长度数据，在实际使用中，接收不定长度数据的实际意义是比较大的。接收不定长度数据的难点是要判断接收数据何时结束的，这就要用到串口的超时中断，串口超时中断只在USART中支持，UART是不支持的。所以，只有USRAT能够实现DMA接收不定长度数据。
原本原理还是比较清楚的，但HT32F52352的USART还有个特性就是FIFO，由于FIFO的存在，在实现使用DMA接收不定长度数据遇到了麻烦，我们先来看一下串口的方框图

从框图上看，串口的收发都要经过FIFO，收发中断也都和FIFO相关

在代码实现工程中，遇到的实际问题也都和FIFO相关。
具体什么问题，我在下面的代码讲解，由于没找到官方的应用笔记，下面的代码都是一点点测试出来的，费了不少功夫
先来看看DMA初始化

首先使能DMA的时钟

DMA发送配置如下：

由于发送数据不确定，所以数据块数量先设为0。配置完参数但不生效，需要在发送数据前再生效参数。使能中断时，PDMA_INT_GE必须使能，否则PDMA_INT_TC中断进步去（测试发现），DMA发送使用的是通道3（#definePDMA_USART1_TX PDMA_CH3 /*!< USART1_TX PDMAchannel number */）
DMA接收配置如下：

使能中断时，PDMA_INT_GE必须使能，同时开启半传输和传输完中断，用于实现DMA的双缓冲接收。DMA接收使用的是通道2（#define PDMA_USART1_RX PDMA_CH2 /*!< USART1_RX PDMAchannel number */）
串口初始化如下：

先使能串口时钟和相关GPIO时钟，配置串口相关管脚功能。

配置串口基本参数。使能串口收发DMA，开启串口总中断，配置串口的接收超时中断，配置超时时间，设置FIFO收发阈值，最后使能串口发送和接收。
这里重点要说一下 USART_RXTLConfig(HT_USART1, USART_RXTL_02); 接收FIFO阈值不能设置为USART_RXTL_01（这里使用的是USART_RXTL_02），因为设置为USART_RXTL_01后，超时中断不能产生，会被DMA操作清除相关中断标志，这点非常重要！！！
由于开启了DMA和USART中断，相关的中断函数如下

DMA中断函数内有三个分支，分别是接收半传输完成中断；接收完传输完成中断；发送完中断。在接收半传输完成中断和接收完传输完成中断有读取缓存区数据操作，可用于数据分析。发送完中断内关闭先关通道，等待下次数据发送。

读取缓存区数据函数如下：

这个函数的实际操作示意图如下

串口中断中只有FIFO time out 中断，用于处理接收超时后的操作，这里也是DMA接收不定长度数据的灵魂所在。Receive_DataPack(HT_USART1,USART_ReceiveData(HT_USART1));函数处理接收的数据，再配合之前的DMA中断处理，就可以收取到所有不定长的数据了。

DMA接收搬运的字节数由buff_length算的。

由于设置接收FIFO阈值为2，所以，此函数内处理了一下几种情况：
1 只接收到1个字节，不能触发DMA搬运，DMA搬运字节0（buff_length 为 0），直接从接收寄存器取数据

2 DMA搬运字节大于0个字节小于半传输完的字节

接收到最后一个字节前的数据由DMA接收通道搬运，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1），最后一个字节直接从接收寄存器取数据。
3 DMA搬运字节等于半传输完的字节

DMA半传输中断将缓存区数据取走（在DMA中断内处理，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1）），最后一个字节直接从接收寄存器取数据，存放到缓存区的后区的第一个字节位置。
4DMA搬运字节大于半传输的字节小于全传输完的字节

DMA半传输中断将缓存区数据取走（在DMA中断内处理，搬运到缓存区的前区（usart1_dma_buff.RX_BUFF.R_BUFF.Rx_buff1）），大于半传输的DMA搬运数据在此处取出，存放在缓存区的后区，最后一个字节直接从接收寄存器取数据，存放到DMA缓存区的数据后面。
5DMA搬运字节等于完全传输完