STM32 串口使用IDLE中断+DMA接收

发表于 2022-9-29 10:59

开发环境
单片机型号：STM32H743IIT6 工程配置环境：STM32CubeMX 6.3.0 固件库：STM32CubeH7 1.9.0 开发工具：MDK Keil 5.32
二、原理过程
在STM32上接9个串口，每个串口约收发50个字节数据每帧，若使用传统的按字节中断HAL_UART_Receive_IT()的方式，则会因中断响应过于频繁导致系统响应不过来，因此需要使用IDLE中断+DMA接收的方式接收数据。DMA的作用是无需CPU干预下自动将串口接收到的数据转移到缓存数组中。然而若是直接使用DMA接收串口数据，则必须得等长接收，当DMA存不满时CPU就无法判断一帧是否接收完毕，因此需要使用IDLE中断判断串口线是否空闲，当串口空闲时则触发IDLE中断，此时进行取数据帧的操作。

发表于 2022-9-29 11:01

步骤方法

1、在CubeMX中配置串口DMA接收

串口基本配置略，在DMA选项卡里，将接收模式配置为循环，数据长度配置为Byte，如图所示

发表于 2022-9-29 11:03

打开串口接收
按照其他教程的说明，打开IDLE中断需要使用__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart7, UART_IT_IDLE)这个函数来使能IDLE中断，开启DMA接收则需要使用HAL_UART_Receive_DMA(&huart7,rx_buffer,BUFFER_SIZE)这个函数来开启，并将响应IDLE中断接收数据的函数写在IRQHandler中，每次都需要代码清除中断标志位并重新使能。这种做法就没

有充分利用到HAL库分层的特性，不方便进行移植和修改。

发表于 2022-9-29 11:04

为了方便以后的项目进行移植，利用HAL库中的函数完成这项功能，在这里使用stm32h7xx_hal_uart_ex.c中定义的
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()这个函数。该函数原型如下：

复制

HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData

发表于 2022-9-29 11:05

在开启串口DMA接收的同时也开启了IDLE中断，当中断发生时会进入void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)回调函数，因此可以做到在不修改CubeMX生成的代码的前提下完成了该功能，方便了后续在其他STM32芯片上的实现。由于我们不使用DMA自身的中断，因此在调用HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()使能串口空闲中断DMA接收之后需要使用__HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_uart7_rx,DMA_IT_HT)关闭中断

发表于 2022-9-29 11:05

开启接收代码如下:

复制

void uart_start_receive()

{

        HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart7, rxBufArr, BUFARR_SIZE);

        __HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_uart7_rx,DMA_IT_HT);

}

发表于 2022-9-29 11:07

这样就打开了串口DMA。我们可以通过调试口看到，当开启DMA之后，数据自动从串口移入缓存数组rxBufArr中：

发表于 2022-9-29 11:07

发表于 2022-9-29 11:08

然而，这个时候缓存数组的帧头位置是不确定的，这样CPU不能从缓存数组中提取出数据帧来，在这里IDLE中断起作用了。串口发送数据每一帧直接有较长的空闲时间，因此当STM32接收完一个数据帧后检测到串口处于空闲状态时就会触发IDLE中断，在HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA()中开启了空闲中断，在这时就会进入void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)，中断回调函数代码如下：

发表于 2022-9-29 11:09

复制

//响应Idle中断回调函数，MSG_LEN为报文长度

int pos = 0;

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

{

        if (huart == &huart7)

        {

                for(int j = 0;j<=MSG_LEN;j++)  //在缓存数组里循环接收报文字节

                {

                        rxbuf = rxBufArr[pos];

                        //开启解析流程

                }

                uart_start_receive(); //重新开启接收

                pos++;

                if(pos>=BUFARR_SIZE)

                {

                        pos = 0;

                }

        }        

}

发表于 2022-9-29 11:11

在这里，pos为数组的下标，表明当前读到缓存数组的某个字节位置上，当下次报文发送过来时则在原来位置上继续往下读MSG_LEN个字节。当超过DMA缓存长度时，则将pos置零，从头开始。
因此我们可以从缓存数组中取出指令，解析结果如下（0x34 0xB0为帧头）：

发表于 2022-9-29 11:12

发表于 2022-9-29 11:13

该数据包为一帧35字节，若用按字节中断的方式接收则一帧需要进入35次中断，并且从外设取到CPU的内存中也需要占用CPU时间，而使用该方法则一帧只需要进入1次中断，并且取出数据帧的过程由DMA完成，极大的节省了CPU时间。

发表于 2022-10-18 22:03

串口中断接收数据被持续的外部中断会导致接收数据异常么

发表于 2022-10-18 22:12

串口idle中断怎么用

发表于 2022-10-18 22:39

串口IDLE空闲中断+DMA实现接收不定长数据

发表于 2022-10-19 20:03

没有DMA的单片机怎么解决串口占用时间问题

发表于 2022-10-19 21:22

只有等DMA完成数据传输之后,才会把系统数据总线交给CPU,所以你接收数据的时候程序看起来好像就是停止运行的

发表于 2022-10-19 22:08

打开IDLE中断需要使用__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart7, UART_IT_IDLE)这个函数来使能IDLE中断

发表于 2022-10-20 12:07

触发idle中断后认为不定长数据接收完毕，进行处理。

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