STM32 串口 FIFO

只看该作者 · 2023-11-28 16:24

使用FIFO实现串口数据的收发功能

1、Cubemx串口配置

使用Cubmx对串口进行配置如下：

只看该作者 · 2023-11-28 16:24

2、驱动程序编写
2.1驱动初始化
进行串口收发FIFO的创建，进行发送FIFO回调函数的初始化，调用函数UsartStartCloseHT实现串口DMA+IDLE模式接收，同时关闭DMA的半满中断，减少进中断次数。

/**

***************************************************

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    bsp_uart_Init

* [url=home.php?mod=space&uid=536309]@NOTE[/url]     串口初始化

*                     FIFO的初始化，以DMA IDLE 模式开启接收

* @param        NONE

* @retval          NONE

* [url=home.php?mod=space&uid=130263]@DATA[/url]           2021.09.03

* [url=home.php?mod=space&uid=638116]@auth[/url]           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void bsp_uart_Init()

{

        Usart1RxFifo = func_fifo_Create(UART_RX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PUSH);

        Usart1TxFifo = func_fifo_Create(UART_TX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PULL);

        Usart1TxFifo->func_timmer = Usart1_SendInTimer;

 

        Usart6RxFifo = func_fifo_Create(UART_RX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PUSH);

        Usart6TxFifo = func_fifo_Create(UART_TX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PULL);

        Usart6TxFifo->func_timmer = Usart6_SendInTimer;

 

        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

}

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

static void UsartStartCloseHT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
HAL_StatusTypeDef ret = HAL_BUSY;
while(ret != HAL_OK)
{
ret = HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(huart, pData, Size);
}
huart->hdmarx->Instance->CR &= (uint32_t)~DMA_IT_HT;
}

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

2.2串口接收处理
使用HAL库使能串口接收DMA+IDLE后，串口在接收完成或DMA满后会进入到中断中，并调用回调函数HAL_UARTEx_RxEventCallback，我们在该函数中将接收到的数据进行FIFO写入操作。

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

串口接收过程中我们使用了两个缓冲区，中断中进行缓冲区的切换及数据向FIFO的写入操作。

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

复制

/**

***************************************************

* @brief   HAL_UARTEx_RxEventCallback

* @note    串口接收中断函数

*          进行当前中断时需写入到FIFO中数量的计算�??????

*          更新FIFO的状态�??

* @param        huart                指向对应的串�??????

*                         Size                数量

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

{

        if(huart == &huart1)

        {

                if(huart1.hdmarx->Instance->M0AR == (int32_t)&Usart1RxBuff[0])

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart1RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0]);

                }

                else

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart1RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1]);

                }

        }

        if(huart == &huart6)

        {

                if(huart6.hdmarx->Instance->M0AR == (int32_t)&Usart6RxBuff[0])

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart6RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0]);

                }

                else

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart6RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[1]);

                }

        }

}

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

2.2串口发送处理
      串口发送过程中，先将数据压入到串口发送的FIFO中，判断串口发送不繁忙时，将数据读取到发送缓冲区记性DMA发送。
/**
***************************************************
* @brief    USART_SendData
* @note 串口接收中断函数
*       进行当前中断时需写入到FIFO中数量的计算�?????
*       更新FIFO的状态�??
* @param huart 指向对应的串�?????
* Size 数量
* @retval    NONE
* @data    2021.09.03
* @auth    WXL
* @his 1.0.0.0    2021.09.03    WXL
* create
***************************************************
**/
FifoErr bsp_uart_Send(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
FifoErr err = FIFO_EOK;
INT16U len = 0;
if(huart == &huart1)
{
//将数据压入到发的FIFO中去
err = func_fifo_Push(Usart1TxFifo, Size, pData);
if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if( func_fifo_PullPartInt(Usart1TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart1TxBuff, &len) == FIFO_EOK)
{
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1TxBuff, len);
}
}
return err;
}
if(huart == &huart6)
{
//将数据压入到发的FIFO中去
err = func_fifo_Push(Usart6TxFifo, Size, pData);
if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if( func_fifo_PullPartInt(Usart6TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart6TxBuff, &len) == FIFO_EOK)
{
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart6, Usart6TxBuff, len);
}
}
return err;
}
return FIFO_EFAILED;
}

只看该作者 · 2023-11-28 16:25

DMA发送完成后会进入发送完成中断，中断对未发送完的数据进行继续发送

复制

/**

***************************************************

* @brief    HAL_UART_TxCpltCallback

* @note     HAL库回调函数

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

        bsp_uart_TxCallBack(huart);

}

只看该作者 · 2023-11-28 16:26

/**
***************************************************
* @brief bsp_uart_SendTimer
* @note    串口发送时的FIFO回调函数。
* @param NONE
* @retval    NONE
* @data    2021.09.03
* @auth    WXL
* @his 1.0.0.0    2021.09.03    WXL
* create
***************************************************
**/
static void bsp_uart_TxCallBack(UART_HandleTypeDef *huart)
{
INT16U len = 0;

if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if(huart == &huart1)
{
HAL_GPIO_WritePin(O_SERIAL_GPIO_Port, O_SERIAL_Pin, GPIO_PIN_SET);
if( func_fifo_PullPart(Usart1TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart1TxBuff, &len) == FIFO_EOK)
{
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1TxBuff, len);
}
}
if(huart == &huart6)
{
if( func_fifo_PullPart(Usart6TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart6TxBuff, &len) == FIFO_EOK)
{
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart6, Usart6TxBuff, len);
}
}
}
}

只看该作者 · 2023-11-28 16:26

2.3串口FIFO的定时器功能
      FIFO定时器遍历FIFO链表

      对接收FIFO实现备份缓冲到FIFO的写入操作

      对发送FIFO实现未发送完成数据的继续发送。

只看该作者 · 2023-11-28 16:26

2.3串口错误处理
解决串口接收发送过程中发生溢出中断等意外情况

复制

/**

***************************************************

* @brief   HAL_UART_ErrorCallback

* @note    错误中断处理

* @param        huart                指向对应的串口

* @retval          NONE

* @data           2021.09.17

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.17     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

    __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(huart);

 

        if(huart == &huart1)

        {

                UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

        }

        if(huart == &huart6)

        {

                UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

        }

}

只看该作者 · 2023-11-28 16:26

2.3详细完整代码

复制

/*   说明：

 *      @实现需要的支持：

 *         1）USART                        串口外设，进行数据接收及发送

 *         2）func_fifo.h        提供接收发送FIFO支持

 *

 *      @实现原理及功能：

 *         串口接收使用DMA+IDLE模式实现（关闭了DMA的半满中断）

 *                         1）中断中在FIFO不繁忙时将接收数据写入到FIFO中。

 *                         2）中断中在FIFO繁忙时，将数据写入到BACK区域

 *                            通过FIFO的定时器来实现BACK数据向FIFO的写入功能。

 *         串口的发送使用发送完成中断结合DMA的定时器回调功能实现。

 *     @his

 *        ver：1.0.0.0

 *        author：WXL

 *        note：create      2021.09.04

 *

 *        ver：1.0.0.1

 *        author：WXL

 *        note：create      2021.09.17

 *        增加错误中断处理，解决串口1不接受数据的问题。

 */

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

 *                                                   宏定义

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

#include "bsp_uart.h"

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

 *                                                   宏定义

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

#define UART_TX_BUFF_SIZE        1024

#define UART_RX_BUFF_SIZE        1024

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

 *                                                   局部变量

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

FifoTypeDef*                        Usart1RxFifo;

static FifoTypeDef*                Usart1TxFifo;

static INT8U                        Usart1RxBuff[2][UART_RX_BUFF_SIZE]={0};

static INT8U                        Usart1TxBuff[UART_TX_BUFF_SIZE]={0};

 

FifoTypeDef*                        Usart6RxFifo;

static FifoTypeDef*                Usart6TxFifo;

static INT8U                        Usart6RxBuff[2][UART_RX_BUFF_SIZE]={0};

static INT8U                        Usart6TxBuff[UART_TX_BUFF_SIZE]={0};

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

 *                                                   全局变量

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

extern UART_HandleTypeDef huart1;

extern UART_HandleTypeDef huart6;

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

 *                                                    局部函数

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

 

/**

***************************************************

* @brief    bsp_uart_SendTimer

* @note     串口发送时的FIFO回调函数。

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

static void bsp_uart_TxCallBack(UART_HandleTypeDef *huart)

{

        INT16U len = 0;

 

        if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)

        {

                if(huart == &huart1)

                {

                        HAL_GPIO_WritePin(O_SERIAL_GPIO_Port, O_SERIAL_Pin, GPIO_PIN_SET);

                        if( func_fifo_PullPart(Usart1TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart1TxBuff, &len) == FIFO_EOK)

                        {

                                HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1TxBuff, len);

                        }

                }

                if(huart == &huart6)

                {

                        if( func_fifo_PullPart(Usart6TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart6TxBuff, &len) == FIFO_EOK)

                        {

                                HAL_UART_Transmit_DMA(&huart6, Usart6TxBuff, len);

                        }

                }

        }

}

/**

***************************************************

* @brief    Usart1_SendInTimer

* @note     串口1发送时的FIFO回调函数。

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

static void Usart1_SendInTimer()

{

        bsp_uart_TxCallBack(&huart1);

}

/**

***************************************************

* @brief    Usart6_SendInTimer

* @note     串口1发送时的FIFO回调函数。

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

static void Usart6_SendInTimer()

{

        bsp_uart_TxCallBack(&huart6);

}

/**

***************************************************

* @brief    UsartStartCloseHT

* @note     串口1发送时的FIFO回调函数。

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

static void UsartStartCloseHT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

{

        HAL_StatusTypeDef ret = HAL_BUSY;

        while(ret != HAL_OK)

        {

                ret = HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(huart, pData, Size);

        }

        huart->hdmarx->Instance->CR &= (uint32_t)~DMA_IT_HT;

}

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

 *                                                              全局函数

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

/**

***************************************************

* @brief    bsp_uart_Init

* @note     串口初始化

*                     FIFO的初始化，以DMA IDLE 模式开启接收

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void bsp_uart_Init()

{

        Usart1RxFifo = func_fifo_Create(UART_RX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PUSH);

        Usart1TxFifo = func_fifo_Create(UART_TX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PULL);

        Usart1TxFifo->func_timmer = Usart1_SendInTimer;

 

        Usart6RxFifo = func_fifo_Create(UART_RX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PUSH);

        Usart6TxFifo = func_fifo_Create(UART_TX_BUFF_SIZE*2,FIFO_TYPE_INT_PULL);

        Usart6TxFifo->func_timmer = Usart6_SendInTimer;

 

        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

}

/**

***************************************************

* @brief           USART_SendData

* @note            串口接收中断函数

*                  进行当前中断时需写入到FIFO中数量的计算�?????

*                  更新FIFO的状态�??

* @param        huart                指向对应的串�?????

*                         Size                数量

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

FifoErr bsp_uart_Send(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

{

        FifoErr err = FIFO_EOK;

        INT16U len = 0;

        if(huart == &huart1)

        {

                //将数据压入到发的FIFO中去

                err = func_fifo_Push(Usart1TxFifo, Size, pData);

                if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)

                {

                        if( func_fifo_PullPartInt(Usart1TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart1TxBuff, &len) == FIFO_EOK)

                        {

                                HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1TxBuff, len);

                        }

                }

                return err;

        }

        if(huart == &huart6)

        {

                //将数据压入到发的FIFO中去

                err = func_fifo_Push(Usart6TxFifo, Size, pData);

                if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)

                {

                        if( func_fifo_PullPartInt(Usart6TxFifo, UART_TX_BUFF_SIZE, Usart6TxBuff, &len) == FIFO_EOK)

                        {

                                HAL_UART_Transmit_DMA(&huart6, Usart6TxBuff, len);

                        }

                }

                return err;

        }

        return FIFO_EFAILED;

}

 

void bsp_uart_Test()

{

        INT8U temp[1024] = {0};

        INT16U len = 0;

        if(func_fifo_PullPart(Usart6RxFifo, 1024, temp,&len) == FIFO_EOK)

        {

          bsp_uart_Send(&huart6, temp, len);

        }

        if(func_fifo_PullPart(Usart1RxFifo, 1024, temp,&len) == FIFO_EOK)

        {

          bsp_uart_Send(&huart1, temp, len);

        }

}

 

 

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

 *                                                              HAL库回调函数

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

 

/**

***************************************************

* @brief   HAL_UARTEx_RxEventCallback

* @note    串口接收中断函数

*          进行当前中断时需写入到FIFO中数量的计算�??????

*          更新FIFO的状态�??

* @param        huart                指向对应的串�??????

*                         Size                数量

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

{

        if(huart == &huart1)

        {

                if(huart1.hdmarx->Instance->M0AR == (int32_t)&Usart1RxBuff[0])

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart1RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0]);

                }

                else

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart1RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1]);

                }

        }

        if(huart == &huart6)

        {

                if(huart6.hdmarx->Instance->M0AR == (int32_t)&Usart6RxBuff[0])

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart6RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0]);

                }

                else

                {

                        UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

                        func_fifo_PushInt(Usart6RxFifo, Size, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[1]);

                }

        }

}

/**

***************************************************

* @brief   HAL_UART_ErrorCallback

* @note    错误中断处理

* @param        huart                指向对应的串口

* @retval          NONE

* @data           2021.09.17

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.17     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

    __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(huart);

 

        if(huart == &huart1)

        {

                UsartStartCloseHT(&huart1, (uint8_t*)&Usart1RxBuff[1], UART_RX_BUFF_SIZE);

        }

        if(huart == &huart6)

        {

                UsartStartCloseHT(&huart6, (uint8_t*)&Usart6RxBuff[0], UART_RX_BUFF_SIZE);

        }

}

 

/**

***************************************************

* @brief    HAL_UART_TxCpltCallback

* @note     HAL库回调函数

* @param        NONE

* @retval          NONE

* @data           2021.09.03

* @auth           WXL

* @his            1.0.0.0     2021.09.03     WXL

*                                 create

***************************************************

**/

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

        bsp_uart_TxCallBack(huart);

}

只看该作者 · 2023-11-28 16:26

#ifndef _BSP_UART_H_
#define _BSP_UART_H_
/*************************************************************************************************************************
*                                                 头文件
**************************************************************************************************************************/
#include "main.h"
#include "func_fifo.h"
/*************************************************************************************************************************
*                                                 全局变量申明
**************************************************************************************************************************/
extern FifoTypeDef* Usart1RxFifo;
extern FifoTypeDef* Usart6RxFifo;
/*************************************************************************************************************************
*                                                 函数声明
**************************************************************************************************************************/
extern void bsp_uart_Init();
extern FifoErr bsp_uart_Send(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
extern void bsp_uart_Test();

#endif