基于stm32的UART高效接收DMA+IDLE编程HAL库-EW帮帮网

基于stm32的UART高效接收DMA+IDLE编程HAL库

本文目标：基于stm32的UART高效接收DMA+IDLE编程HAL库

按照本文的描述，应该可以在对应的硬件上通实验并举一反三。

先决条件：拥有C语言基础，装有编译和集成的开发环境，比如：Keil uVision5

使用外设：USART2、GPIO

HAL库版本：STM32F1xx HAL Driver version number 1.8.5

STMCubeMX版本：6.10.0

Keil uVision5版本：V5.38.0.0

实验目的

新手学习UART实验，使用串口的DMA+IDLE空闲中断进行接收数据。

使用场景原理图

在我的应用场景中，设计一个实验进行自发的实验，其中我这里使用串口2进行实验

在这里插入图片描述

其中涉及使用的HAL库API如下：

//查询方式：
//发送：
HAL_UART_Transmit
//接收： 
HAL_UART_Receive
    
//中断方式：
//发送：
HAL_UART_Transmit_IT
HAL_UART_TxCpltCallback 
//接收： 
HAL_UART_Receive_IT
HAL_UART_RxCpltCallback
    
//DMA方式：
//发送：
HAL_UART_Transmit_DMA
HAL_UART_TxHalfCpltCallback
HAL_UART_TxCpltCallback
//接收： 
HAL_UART_Receive_DMA
HAL_UART_RxHalfCpltCallback
HAL_UART_RxCpltCallback
    
// 错误
HAL_UART_ErrorCallback
HAL_UART_ErrorCallback

IDLE

IDLE，空闲的定义是：总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据。UART 的 IDLE 中断何时发生？RxD 引脚一开始就是空闲的啊，难道 IDLE 中断一直产生？不是的。当我们使能 IDLE 中断后，它并不会立刻产生，而是：至少收到 1 个数据后，发现在一个字节的时间里，都没有接收到新数据，才会产生 IDLE 中断。我们使用 DMA 接收数据时，确实可以提高 CPU 的效率，但是“无法预知要接收多少数据”，而我们想尽快处理接收到的数据。怎么办？比如我想读取 100 字节的数据，但是接收到 60 字节后对方就不再发送数据了，怎么办？我们怎么判断数据传输中止了？可以使用IDLE 中断。在这种情况下，DMA 传输结束的条件有 3：

① 接收完指定数量的数据了，比如收到了 100 字节的数据了，HAL_UART_RxCpltCallback被调用

② 总线空闲了：HAL_UARTEx_RxEventCallback 被调用

③ 发生了错误：HAL_UART_ErrorCallback 被调用

使用 IDLE 状态来接收的函数有：

//查询方式：
//接收： 
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle
//回调函数：
//根据返回参数 RxLen 判断是否接收完毕，还是因为空闲而返回
    
//中断方式：
//接收： 
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT
//回调函数：
完毕：HAL_UART_RxCpltCallback
因为空闲而中止：
HAL_UARTEx_RxEventCallback

//DMA方式：
//接收： 
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA
//回调函数：
传输一半：
HAL_UART_RxHalfCpltCallback
完毕：
HAL_UART_RxCpltCallback
因为空闲而中止：
HAL_UARTEx_RxEventCallback

// 错误
HAL_UART_ErrorCallback

程序设计

① 使用 DMA+IDLE 中断的方式接收数据，使用全局的数组来进行接收；

② main函数中将接收到的数据发回上位机。

串口配置

打开配置工具，进行串口配置

在这里插入图片描述

配置中断

在这里插入图片描述

配置DMA

在这里插入图片描述

代码片段

按照上述的配置进行底层配置之后，我们写点代码，进行接收数据，我们简单粗暴的写点函数，如下的代码片段

// 接收完成进入
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if (huart == &huart2)
	{
		g_uart2_rx_complete = 1;
		Uart2ReciveDataSize = UART2_RECIVE_MAX;
		HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Uart2ReciveBuff,UART2_RECIVE_MAX);  // 重新启动接收
	}	
}

// 空闲中断进入
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
	if (huart == &huart2)
	{
		g_uart2_rx_complete = 1;
		Uart2ReciveDataSize = Size;
		/* re-start DMA+IDLE rx */
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2, Uart2ReciveBuff, UART2_RECIVE_MAX);
	}	
}

接收错误进入

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if (huart == &huart2)
	{
		/* re-start DMA+IDLE rx */
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2, Uart2ReciveBuff, UART2_RECIVE_MAX);
	}
}

main函数中代码片段

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Uart2ReciveBuff,UART2_RECIVE_MAX);  // 开启接收
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
	if(g_uart2_rx_complete == 1)
	{
		g_uart2_rx_complete = 0;
		HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,Uart2ReciveBuff,Uart2ReciveDataSize);  // 将接收的数据进行回显
	}
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

编译、烧写、运行，可以看到开发板的上的串口能成功接收数据，将接收到的数据进行回显，实验设计成功。

在这里插入图片描述

工程实验成功，后续将会继续记录项目中的实验，感谢关注。

本文中使用的测试工程

https://download.csdn.net/download/weixin_44317448/89208845

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