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HC32F460开发之UART+DMA接收不定长数据

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楼主
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:31 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
DM, DMA, HC, UART, hc32f460
前言
使用hc32平台做产品显示板的开发，主板会通过串口不定时上报设备状态，显示板接收到数据包后，解析并根据主板上报的数据显示设备相应的状态到lcd屏上。关于显示板串口接收这一块，原本打算直接COPY demo例程，串口接收到数据后，进一次中断接收一个字节，一次次下来把整包数据读出来，但是因为考虑到显示板在刷屏过程中，主板可能会上报设备状态，频繁的中断可能会影响刷屏速度。综合考虑，还是打算用上DMA来减少串口中断的次数。

一、过程说明
由于之前做过类似的工作，这里对整个过程的说明就不再赘述，具体可以看之前的文章GD32开发之UART+DMA接收不定长数据，下面只介绍HC平台和GD平台两者之间关于这一块的不同点，以及对应的解决方法。


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沙发
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:31 | 只看该作者

上面这张图是GD32关于UART+DMA接收不定长数据包的一个简要的流程图。我们可以看到，GD32是有IDLEF这么个寄存器标志位的，通过这个标志位，我们可以随时知道到一帧数据是否已经结束，从而再去做对应的接收操作。但是翻看HC的用户手册，却找不到HC平台有类似的寄存器标志位，取而代之的，是更加灵活的TIMEOUT功能。

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板凳
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:31 | 只看该作者

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地板
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:31 | 只看该作者
关于TIMEOUT功能的使用，手册上也有比较详细的说明

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5楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:31 | 只看该作者

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6楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:36 | 只看该作者
从上述内容我们可以看到，uart接收的timeout功能是需要用到timer0定时器的，关于uart接收timeout功能最主要的就是设置timeout的时长，关于timer0的初始化例程中也有代码可以参考。
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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] usart4 timer0初始化

 * 

 */

static void Usart4Timer0Init(void)

{

        stc_clk_freq_t stcClkTmp;

        stc_tim0_base_init_t stcTimerCfg;

        stc_tim0_trigger_init_t StcTimer0TrigInit;



        MEM_ZERO_STRUCT(stcClkTmp);

        MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCfg);

        MEM_ZERO_STRUCT(StcTimer0TrigInit);



        /* Timer0 peripheral enable */

        PWC_Fcg2PeriphClockCmd(LCD_TMR_FCG_PERIPH, Enable);



        /* Clear CNTAR register for channel A */

//        TIMER0_WriteCntReg(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, 0u);

        TIMER0_WriteCntReg(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, 0u);



        /* Config register for channel A */

        stcTimerCfg.Tim0_CounterMode = Tim0_Async;

        stcTimerCfg.Tim0_AsyncClockSource = Tim0_XTAL32;

        stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision = Tim0_ClkDiv2;

        stcTimerCfg.Tim0_CmpValue = 20u;

        TIMER0_BaseInit(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, &stcTimerCfg);



        /* Clear compare flag */

        TIMER0_ClearFlag(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB);



        /* Config timer0 hardware trigger */

        StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigEnable = false;

        StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigClear = true;

        StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigStart = true;

        StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigStop = false;

        TIMER0_HardTriggerInit(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, &StcTimer0TrigInit);

}

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7楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:36 | 只看该作者
这里需要注意的是，不同的uart对应不同的timer0通道，这里需要根据实际硬件去配置。

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8楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:36 | 只看该作者
当uart接收Timeout中断触发时，我们就可以到UsartTimeoutIrqCallback中断函数做进一步的接收处理。
那么如何获取到接收到的一帧数据的长度？

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9楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:36 | 只看该作者
在手册中我们可以看到DMA中有这么一个寄存器，因此我们可以利用这个寄存器。在启动DMA接收数据前，我们可以先往这个寄存器写一个较大的值，在一帧数据接收完毕后（TIMEOUT中断发生），在Timeout中断中再去读这个寄存器的值，前后的值相减就是此次接收的一帧数据的长度。

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10楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:36 | 只看该作者
二、代码实现
简单介绍完原理，下面讲下代码的实现
首先是相关的宏定义
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/* DMA config */

#define _DMA_CH_REG_OFFSET(ch)              ((ch) * 0x40ul)

#define _DMA_CH_REG(reg_base, ch)           (*(volatile uint32_t *)((uint32_t)(reg_base) + _DMA_CH_REG_OFFSET(ch)))



#define READ_DMA_CH_REG(reg_base, ch)            (_DMA_CH_REG((reg_base), (ch)))



#define DMA_DTCTL_CNT_Pos                   (16ul)                               /*!< DMA_DTCTLx: CNT Position */

#define DMA_DTCTL_CNT_Msk                   (0xFFFFul << DMA_DTCTL_CNT_Pos)      /*!< DMA_DTCTLx: CNT Mask 0xFFFF0000 */

#define DMA_DTCTL_CNT                       (DMA_DTCTL_CNT_Msk)





/* USART channel definition */

#define LCD_USART_CH                                                (M4_USART4)

        

/* USART baudrate definition */

#define LCD_USART_BAUDRATE                         (115200ul)



/* USART RX Port/Pin definition */

#define LCD_USART_RX_PORT                   (PortB)

#define LCD_USART_RX_PIN                    (Pin03)

#define LCD_USART_RX_FUNC                   (Func_Usart4_Rx)

        

/* USART TX Port/Pin definition */

#define LCD_USART_TX_PORT                   (PortB)

#define LCD_USART_TX_PIN                    (Pin04)

#define LCD_USART_TX_FUNC                   (Func_Usart4_Tx)



#define LCD_USART_DMA_UNIT                                        (M4_DMA2)

#define LCD_USART_DMA_CH                                        (DmaCh2)

#define LCD_DMA_TRG_SEL                                            (EVT_USART4_RI)



/* Timer0 unit definition */

#define LCD_TMR_UNIT                                     (M4_TMR02)

#define LCD_TMR_FCG_PERIPH                             (PWC_FCG2_PERIPH_TIM02)



#define LCD_USART_RTO_NUM                               (INT_USART4_RTO)

#define LCD_USART_RTO_IRQn                          (Int005_IRQn)



/* USART interrupt number  */

#define LCD_USART_EI_NUM                                  (INT_USART4_EI)

#define LCD_USART_EI_IRQn                           (Int013_IRQn)

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11楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:37 | 只看该作者
串口的初始化
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/**

 * @brief 串口初始化

 * 

 * @param USARTx 串口号

 * @param u32Baudrate 波特率

 */

void Usart_Init(M4_USART_TypeDef *USARTx, uint32_t u32Baudrate)

{

        stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiCfg;



    uint32_t u32Fcg1Periph = PWC_FCG1_PERIPH_USART1 | PWC_FCG1_PERIPH_USART2 | \

                             PWC_FCG1_PERIPH_USART3 | PWC_FCG1_PERIPH_USART4;

    stc_usart_uart_init_t stcInitCfg = {

        UsartIntClkCkOutput,

        UsartClkDiv_1,

        UsartDataBits8,

        UsartDataLsbFirst,

        UsartOneStopBit,

        UsartParityNone,

        UsartSampleBit8,

        UsartStartBitFallEdge,

        UsartRtsEnable,

    };



        MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiCfg);



    USART_DeInit(USARTx);



    /* Initialize DMA */

    Usart4DmaInit();



    /* Initialize Timer0 */

    Usart4Timer0Init();



    /* Enable peripheral clock */

    PWC_Fcg1PeriphClockCmd(u32Fcg1Periph, Enable);



    PORT_DebugPortSetting(1<<2, Disable);

    PORT_DebugPortSetting(1<<4, Disable);



    /* Initialize USART IO */

    PORT_SetFunc(LCD_USART_RX_PORT, LCD_USART_RX_PIN, LCD_USART_RX_FUNC, Disable);

    PORT_SetFunc(LCD_USART_TX_PORT, LCD_USART_TX_PIN, LCD_USART_TX_FUNC, Disable);



    /* Initialize UART */

    USART_UART_Init(USARTx, &stcInitCfg);

        

    /* Set baudrate */

           USART_SetBaudrate(USARTx, u32Baudrate);



        /* IRQ init */

    Usart4IrqInit();

    USART_FuncCmd(USARTx, UsartTimeOut, Enable);        //

    USART_FuncCmd(USARTx, UsartTimeOutInt, Enable);        //



        USART_FuncCmd(USARTx, UsartTx, Enable);

        USART_FuncCmd(USARTx, UsartRx, Enable);

        USART_FuncCmd(USARTx, UsartRxInt, Enable);

}

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12楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:37 | 只看该作者
串口初始化这里有个问题需要注意下，因为我们选用的PB3，PB4引脚，默认是JTAG调试引脚，因此，我们想配置成USART口使用时，有部分寄存器需要设置下

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13楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:37 | 只看该作者
这里我们需要使能uart的Timeout功能还有Timeout中断。
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 /**

 * @brief USART4中断初始化

 * 

 */

static void Usart4IrqInit(void)

{

        stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiCfg;



    /* Set USART RX timeout error IRQ */

    stcIrqRegiCfg.enIRQn = LCD_USART_RTO_IRQn;

    stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &Usart4TimeoutIrqCallback;

    stcIrqRegiCfg.enIntSrc = LCD_USART_RTO_NUM;

    enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);

    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);

    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);

    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);



    /* Set USART RX error IRQ */

    stcIrqRegiCfg.enIRQn = LCD_USART_EI_IRQn;

    stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &Usart4ErrIrqCallback;

    stcIrqRegiCfg.enIntSrc = LCD_USART_EI_NUM;

    enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);

    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);

    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);

    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);

}

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14楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:37 | 只看该作者
DMA的初始化
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/**

 * @brief USART4 dma初始化

 * 

 */        

static void Usart4DmaInit(void)

{

    stc_dma_config_t stcDmaInit;



    /* Enable peripheral clock */

    PWC_Fcg0PeriphClockCmd(PWC_FCG0_PERIPH_DMA1 | PWC_FCG0_PERIPH_DMA2,Enable);



    /* Enable DMA. */

    DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Enable);



    /* Initialize DMA. */

    MEM_ZERO_STRUCT(stcDmaInit);

    stcDmaInit.u16BlockSize = 1u; /* 1 block */

    stcDmaInit.u16TransferCnt = (uint16_t)0x8000;   /* Transfer count */

    stcDmaInit.u32SrcAddr = ((uint32_t)(&LCD_USART_CH->DR)+2ul);        /* Set source address. */

    stcDmaInit.u32DesAddr = (uint32_t)(&g_ucRecvBuf_FIFO[0]);    /* Set destination address. */

    stcDmaInit.stcDmaChCfg.enSrcInc = AddressFix;           /* Set source address mode. */

    stcDmaInit.stcDmaChCfg.enDesInc = AddressIncrease;      /* Set destination address mode. */

    stcDmaInit.stcDmaChCfg.enIntEn = Enable;                /* Enable interrupt. */

    stcDmaInit.stcDmaChCfg.enTrnWidth = Dma8Bit;            /* Set data width 8bit. */

    DMA_InitChannel(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, &stcDmaInit);



    /* Enable the specified DMA channel. */

    DMA_ChannelCmd(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, Enable);



    /* Clear DMA flag. */

    DMA_ClearIrqFlag(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, TrnCpltIrq);



    /* Enable peripheral circuit trigger function. */

    PWC_Fcg0PeriphClockCmd(PWC_FCG0_PERIPH_AOS,Enable);



    /* Set DMA trigger source. */

    DMA_SetTriggerSrc(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, LCD_DMA_TRG_SEL);

}

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15楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:37 | 只看该作者
最后是uart接收Timeout中断处理
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/**

 * @brief USART4接收timeout回调

 * 

 */

static void Usart4TimeoutIrqCallback(void)

{

    uint8_t i;

    TIMER0_Cmd(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, Disable);

    USART_ClearStatus(LCD_USART_CH, UsartRxTimeOut);



        DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Disable);



        /* 获取接收到的数据的字节长度 单位：字节 */

        g_ucRecvCnt_FIFO = 0x8000 - ((READ_DMA_CH_REG(&LCD_USART_DMA_UNIT->MONDTCTL0, LCD_USART_DMA_CH) & DMA_DTCTL_CNT) >> DMA_DTCTL_CNT_Pos);

        

    PRO_LOG(LOG_DEBUG, "\r\n");

    for(i = 0; i < g_ucRecvCnt_FIFO; i++)

    {

        PRO_LOG(LOG_DEBUG, "g_ucRecvBuf_FIFO[%d]: 0x%x. \r\n", i, g_ucRecvBuf_FIFO[i]);

    }

    PRO_LOG(LOG_DEBUG, "\r\n");



        DMA_SetDesAddress(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, (uint32_t)(&g_ucRecvBuf_FIFO[0]));

        DMA_SetTransferCnt(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, 0x8000);

        DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Enable);

}

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16楼
610u|  楼主 | 2023-10-27 12:38 | 只看该作者
最后演示效果如下：

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17楼
李旭昂| | 2024-3-7 11:25 | 只看该作者
610u 发表于 2023-10-27 12:36
在手册中我们可以看到DMA中有这么一个寄存器，因此我们可以利用这个寄存器。在启动DMA接收数据前，我们可以 ...

博主你好  我这里在使用小华串口超时接收中断时，配置好了定时器  但一直进不去超时中断中去，可以帮忙解决一下吗

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zkevin8879 2024-7-9 09:06 回复TA
进入不了中断，一般是中断配置不正确，仔细检查自己的代码，并对比与别人正常代码不同的地方，第二，检查TIM0时钟配置，看是不是时钟没开启 还是时钟不准，HC32F460这个料的内部晶振不是很准，建议你用外部晶振 
18楼
小夏天的大西瓜| | 2024-3-27 10:31 | 只看该作者
启动DMA接收数据是比较高效的一种处理数据手段

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19楼
suncat0504| | 2024-7-30 20:26 | 只看该作者
利用定时器的那种，可靠性怎么样？

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20楼
suncat0504| | 2024-7-30 20:26 | 只看该作者
如果出现外部设备同时发两帧数据，前后间隔很小的那种，会有影响不？

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