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[方案相关] HC32F460开发之UART+DMA接收不定长数据

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3777|20
 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:31 | 显示全部楼层 |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。
99618653b3d0276ab1.png

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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:31 | 显示全部楼层

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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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:31 | 显示全部楼层
6639653b3d187beaf.png
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:31 | 显示全部楼层
关于TIMEOUT功能的使用，手册上也有比较详细的说明
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:31 | 显示全部楼层
82883653b3d26d5baa.png
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:36 | 显示全部楼层
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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  1. /**
    

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

  3.  * 
    

  4.  */
    

  5. static void Usart4Timer0Init(void)
    

  6. {
    

  7.         stc_clk_freq_t stcClkTmp;
    

  8.         stc_tim0_base_init_t stcTimerCfg;
    

  9.         stc_tim0_trigger_init_t StcTimer0TrigInit;
    


  10. 

  11.         MEM_ZERO_STRUCT(stcClkTmp);
    

  12.         MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCfg);
    

  13.         MEM_ZERO_STRUCT(StcTimer0TrigInit);
    


  14. 

  15.         /* Timer0 peripheral enable */
    

  16.         PWC_Fcg2PeriphClockCmd(LCD_TMR_FCG_PERIPH, Enable);
    


  17. 

  18.         /* Clear CNTAR register for channel A */
    

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

  20.         TIMER0_WriteCntReg(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, 0u);
    


  21. 

  22.         /* Config register for channel A */
    

  23.         stcTimerCfg.Tim0_CounterMode = Tim0_Async;
    

  24.         stcTimerCfg.Tim0_AsyncClockSource = Tim0_XTAL32;
    

  25.         stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision = Tim0_ClkDiv2;
    

  26.         stcTimerCfg.Tim0_CmpValue = 20u;
    

  27.         TIMER0_BaseInit(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, &stcTimerCfg);
    


  28. 

  29.         /* Clear compare flag */
    

  30.         TIMER0_ClearFlag(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB);
    


  31. 

  32.         /* Config timer0 hardware trigger */
    

  33.         StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigEnable = false;
    

  34.         StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigClear = true;
    

  35.         StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigStart = true;
    

  36.         StcTimer0TrigInit.Tim0_InTrigStop = false;
    

  37.         TIMER0_HardTriggerInit(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, &StcTimer0TrigInit);
    

  38. }
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:36 | 显示全部楼层
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。
8970653b3e456140e.png
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:36 | 显示全部楼层
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？
31171653b3e54535d6.png
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:36 | 显示全部楼层
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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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:36 | 显示全部楼层
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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  1. /* DMA config */
    

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

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


  4. 

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


  6. 

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

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

  9. #define DMA_DTCTL_CNT                       (DMA_DTCTL_CNT_Msk)
    


  10. 


  11. 

  12. /* USART channel definition */
    

  13. #define LCD_USART_CH                                                (M4_USART4)
    

  14.         
    

  15. /* USART baudrate definition */
    

  16. #define LCD_USART_BAUDRATE                         (115200ul)
    


  17. 

  18. /* USART RX Port/Pin definition */
    

  19. #define LCD_USART_RX_PORT                   (PortB)
    

  20. #define LCD_USART_RX_PIN                    (Pin03)
    

  21. #define LCD_USART_RX_FUNC                   (Func_Usart4_Rx)
    

  22.         
    

  23. /* USART TX Port/Pin definition */
    

  24. #define LCD_USART_TX_PORT                   (PortB)
    

  25. #define LCD_USART_TX_PIN                    (Pin04)
    

  26. #define LCD_USART_TX_FUNC                   (Func_Usart4_Tx)
    


  27. 

  28. #define LCD_USART_DMA_UNIT                                        (M4_DMA2)
    

  29. #define LCD_USART_DMA_CH                                        (DmaCh2)
    

  30. #define LCD_DMA_TRG_SEL                                            (EVT_USART4_RI)
    


  31. 

  32. /* Timer0 unit definition */
    

  33. #define LCD_TMR_UNIT                                     (M4_TMR02)
    

  34. #define LCD_TMR_FCG_PERIPH                             (PWC_FCG2_PERIPH_TIM02)
    


  35. 

  36. #define LCD_USART_RTO_NUM                               (INT_USART4_RTO)
    

  37. #define LCD_USART_RTO_IRQn                          (Int005_IRQn)
    


  38. 

  39. /* USART interrupt number  */
    

  40. #define LCD_USART_EI_NUM                                  (INT_USART4_EI)
    

  41. #define LCD_USART_EI_IRQn                           (Int013_IRQn)
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:37 | 显示全部楼层
串口的初始化
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  1. 

  2. /**
    

  3.  * @brief 串口初始化
    

  4.  * 
    

  5.  * @param USARTx 串口号
    

  6.  * @param u32Baudrate 波特率
    

  7.  */
    

  8. void Usart_Init(M4_USART_TypeDef *USARTx, uint32_t u32Baudrate)
    

  9. {
    

  10.         stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiCfg;
    


  11. 

  12.     uint32_t u32Fcg1Periph = PWC_FCG1_PERIPH_USART1 | PWC_FCG1_PERIPH_USART2 | \
    

  13.                              PWC_FCG1_PERIPH_USART3 | PWC_FCG1_PERIPH_USART4;
    

  14.     stc_usart_uart_init_t stcInitCfg = {
    

  15.         UsartIntClkCkOutput,
    

  16.         UsartClkDiv_1,
    

  17.         UsartDataBits8,
    

  18.         UsartDataLsbFirst,
    

  19.         UsartOneStopBit,
    

  20.         UsartParityNone,
    

  21.         UsartSampleBit8,
    

  22.         UsartStartBitFallEdge,
    

  23.         UsartRtsEnable,
    

  24.     };
    


  25. 

  26.         MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiCfg);
    


  27. 

  28.     USART_DeInit(USARTx);
    


  29. 

  30.     /* Initialize DMA */
    

  31.     Usart4DmaInit();
    


  32. 

  33.     /* Initialize Timer0 */
    

  34.     Usart4Timer0Init();
    


  35. 

  36.     /* Enable peripheral clock */
    

  37.     PWC_Fcg1PeriphClockCmd(u32Fcg1Periph, Enable);
    


  38. 

  39.     PORT_DebugPortSetting(1<<2, Disable);
    

  40.     PORT_DebugPortSetting(1<<4, Disable);
    


  41. 

  42.     /* Initialize USART IO */
    

  43.     PORT_SetFunc(LCD_USART_RX_PORT, LCD_USART_RX_PIN, LCD_USART_RX_FUNC, Disable);
    

  44.     PORT_SetFunc(LCD_USART_TX_PORT, LCD_USART_TX_PIN, LCD_USART_TX_FUNC, Disable);
    


  45. 

  46.     /* Initialize UART */
    

  47.     USART_UART_Init(USARTx, &stcInitCfg);
    

  48.         
    

  49.     /* Set baudrate */
    

  50.            USART_SetBaudrate(USARTx, u32Baudrate);
    


  51. 

  52.         /* IRQ init */
    

  53.     Usart4IrqInit();
    

  54.     USART_FuncCmd(USARTx, UsartTimeOut, Enable);        //
    

  55.     USART_FuncCmd(USARTx, UsartTimeOutInt, Enable);        //
    


  56. 

  57.         USART_FuncCmd(USARTx, UsartTx, Enable);
    

  58.         USART_FuncCmd(USARTx, UsartRx, Enable);
    

  59.         USART_FuncCmd(USARTx, UsartRxInt, Enable);
    

  60. }
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:37 | 显示全部楼层
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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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:37 | 显示全部楼层
这里我们需要使能uart的Timeout功能还有Timeout中断。
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  1.  /**
    

  2.  * @brief USART4中断初始化
    

  3.  * 
    

  4.  */
    

  5. static void Usart4IrqInit(void)
    

  6. {
    

  7.         stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiCfg;
    


  8. 

  9.     /* Set USART RX timeout error IRQ */
    

  10.     stcIrqRegiCfg.enIRQn = LCD_USART_RTO_IRQn;
    

  11.     stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &Usart4TimeoutIrqCallback;
    

  12.     stcIrqRegiCfg.enIntSrc = LCD_USART_RTO_NUM;
    

  13.     enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);
    

  14.     NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);
    

  15.     NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    

  16.     NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    


  17. 

  18.     /* Set USART RX error IRQ */
    

  19.     stcIrqRegiCfg.enIRQn = LCD_USART_EI_IRQn;
    

  20.     stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &Usart4ErrIrqCallback;
    

  21.     stcIrqRegiCfg.enIntSrc = LCD_USART_EI_NUM;
    

  22.     enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);
    

  23.     NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);
    

  24.     NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    

  25.     NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    

  26. }
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:37 | 显示全部楼层
DMA的初始化
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  1. /**
    

  2.  * @brief USART4 dma初始化
    

  3.  * 
    

  4.  */        
    

  5. static void Usart4DmaInit(void)
    

  6. {
    

  7.     stc_dma_config_t stcDmaInit;
    


  8. 

  9.     /* Enable peripheral clock */
    

  10.     PWC_Fcg0PeriphClockCmd(PWC_FCG0_PERIPH_DMA1 | PWC_FCG0_PERIPH_DMA2,Enable);
    


  11. 

  12.     /* Enable DMA. */
    

  13.     DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Enable);
    


  14. 

  15.     /* Initialize DMA. */
    

  16.     MEM_ZERO_STRUCT(stcDmaInit);
    

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

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

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

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

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

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

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

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

  25.     DMA_InitChannel(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, &stcDmaInit);
    


  26. 

  27.     /* Enable the specified DMA channel. */
    

  28.     DMA_ChannelCmd(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, Enable);
    


  29. 

  30.     /* Clear DMA flag. */
    

  31.     DMA_ClearIrqFlag(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, TrnCpltIrq);
    


  32. 

  33.     /* Enable peripheral circuit trigger function. */
    

  34.     PWC_Fcg0PeriphClockCmd(PWC_FCG0_PERIPH_AOS,Enable);
    


  35. 

  36.     /* Set DMA trigger source. */
    

  37.     DMA_SetTriggerSrc(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, LCD_DMA_TRG_SEL);
    

  38. }
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:37 | 显示全部楼层
最后是uart接收Timeout中断处理
复制
  1. /**
    

  2.  * @brief USART4接收timeout回调
    

  3.  * 
    

  4.  */
    

  5. static void Usart4TimeoutIrqCallback(void)
    

  6. {
    

  7.     uint8_t i;
    

  8.     TIMER0_Cmd(LCD_TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, Disable);
    

  9.     USART_ClearStatus(LCD_USART_CH, UsartRxTimeOut);
    


  10. 

  11.         DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Disable);
    


  12. 

  13.         /* 获取接收到的数据的字节长度 单位：字节 */
    

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

  15.         
    

  16.     PRO_LOG(LOG_DEBUG, "\r\n");
    

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

  18.     {
    

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

  20.     }
    

  21.     PRO_LOG(LOG_DEBUG, "\r\n");
    


  22. 

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

  24.         DMA_SetTransferCnt(LCD_USART_DMA_UNIT, LCD_USART_DMA_CH, 0x8000);
    

  25.         DMA_Cmd(LCD_USART_DMA_UNIT, Enable);
    

  26. }
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 楼主| 610u 发表于 2023-10-27 12:38 | 显示全部楼层
最后演示效果如下：
87426653b3eb178f0f.png
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李旭昂 发表于 2024-3-7 11:25 | 显示全部楼层
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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评论

zkevin8879
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  发表于 2024-7-9 09:06
小夏天的大西瓜 发表于 2024-3-27 10:31 | 显示全部楼层
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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suncat0504 发表于 2024-7-30 20:26 | 显示全部楼层
利用定时器的那种，可靠性怎么样？
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suncat0504 发表于 2024-7-30 20:26 | 显示全部楼层
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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