STM32的串口空闲中断及接受数据

发布时间:2023-06-09  

STM32的串口空闲中断及接受数据——STM32简介

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核


STM32的串口空闲中断及接受数据——关于什么是空闲中断:

检测到接收数据后,在数据总线上的一个字节时间内,没有接收到数据触发空闲中断。RXNE置位一次,空闲总线就检测一次。



关于STM32串口空闲中断的问题

1.空闲中断是接受数据后出现一个byte的高电平(空闲)状态,就会触发空闲中断。并不是空闲就会一直中断,准确的说应该是上升沿(停止位)后一个byte,如果一直是低电平是不会触发空闲中断的(会触发break中断)。

2.关于第二点有要铺垫的三个情况,datasheet中

“当一空闲帧被检测到时,其处理步骤和接收到普通数据帧一样,但如果IDLEIE位被设置将产生一个中断”

“空闲符号被视为完全由‘1’组成的一个完整的数据帧,后面跟着包含了数据的下一帧的开始位‘1’的位数也包括了停止位的位数” 空闲符号的配图后面跟这一个低电平。

有人理解为只有收到下一个数据的起始位才会触发中断,这样理解是不对的,应该是数据后有空闲了一帧就会触发。

3.清中断的方式感觉奇怪,使用函数USART_ClearITPendingBit( USART1, USART_IT_IDLE )清除不了中断的。我用的是3.5的库,查看函数说明,里面的@param参数并没有IDLE,后面的@note中,这样说:

”PE(Parity error),FE(Framing error),NE(Noise error),ORE(OverRun error) and IDLE(Idle line detected) pending bits are cleared by software sequence: a read operation to USART_SR register (USART_GetITStatus()) followed by a read operation to USART_DR register (USART_ReceiveData())。“

我是通过语句”USART1-》DR;“来清除IDLE中断的。


关于STM32的串口空闲中断及接受数据——解析


整体的思路

一开始设置好DMA接收,可以把缓冲区长度设置为帧最大长度,我们可以把RX连接到定时器的管脚输入端,并且一开始设置输入并且使能引脚下降沿中断,当帧的第一个字节发送时,因为起始位为低电平,空闲时UART为高电平,满足条件,进入中断,禁止中断,并且在中断中开启定时器,该定时器工作在复位模式,上升沿复位,并且设置好定时器输出比较值为超时时间,比如20ms,这样,在传输后面字节时,肯定会有高低电平出现,即便是传输的是0x00,0xFF,虽然UART数据区不变,但是都为1,或都为0,但是因为起始位为低电平,停止位是高电平,所以肯定会有上升沿,定时器会一直复位,输出定时器的计数器一直到达不了输出比较值,当一帧传输结束后,定时在最后一个字节复位后,由于没有数据继续到达,无法复位,则计数器就能计到输出比较值,这时发出中断,在定时器中断中可以计算出接收数据的长度,并且通知外部数据已经接收完毕。)


另一种USART DMA接收未知数据长度的接收,使用的是USRAT空闲总线中断接收,这种方法也在网站上比较多见,使用DMA发送USART数据替代了以前的查询法发送,其速度快了很多,尤其是在大量数据传输与发送的时候其优势更加明显。


举个例子:

1、后台数据-》USART1-》 USART2-》其它设备,其它设备数据-》USART2-》 USART1-》后台,这两个数据过程也可能同时进行。

2、由于硬件的限制,USART1和USART2的传输波特率不一样,比如USART1使用GPRS通信,USART2使用短距离无线通信;或者USART1使用以太网通信,USART2使用485总线通信。

现在我把我实现的过程简单描述一下:

1、 初始化设置:USART1_RX DMA1_ Channel5,USART2_RX DMA1_ Channel6,USART1_TX DMA1_ Channel4,USART2_TX DMA1_ Channel7(具体设置请看程序包)

2、 当数据发送给USART1接收完毕时候会引起USART1的串口总线中断,计算DMA1_ Channel5内存数组剩余容量,得到接收的字符长度。将接收的字符给DMA1_ Channel4内存数组,启动DMA1_ Channel4通道传输数据,(传输完成需要关闭。)下一次数据接收可以在启动DMA1_ Channel4时候就开始,不需要等待DMA1_ Channel4数据传输完成。但是上一次DMA1_ Channel4完成之前,不可以将数据给DMA1_ Channel4内存数组,会冲掉以前数据。

3、 USART2类同USART1。

#e#


源程序:

IO口定义:

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 第1步:打开GPIO和USART部件的时钟 */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

/* 第2步:将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步:将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式

由于CPU复位后,GPIO缺省都是浮空输入模式,因此下面这个步骤不是必须的

但是,我还是建议加上便于阅读,并且防止其它地方修改了这个口线的设置参数

*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第1步:打开GPIO和USART2部件的时钟 */

//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

/* 第2步:将USART2 Tx的GPIO配置为推挽复用模式 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步:将USART2 Rx的GPIO配置为浮空输入模式

由于CPU复位后,GPIO缺省都是浮空输入模式,因此下面这个步骤不是必须的

但是,我还是建议加上便于阅读,并且防止其它地方修改了这个口线的设置参数

*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步已经做了,因此这步可以不做

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

*/

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

串口初始化:

void USART_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

/* 第4步:配置USART参数

- BaudRate = 115200 baud

- Word Length = 8 Bits

- One Stop Bit

- No parity

- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)

- Receive and transmit enabled

*/

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 19200;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

//配置USART1空闲中断

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE , ENABLE);

/* 第5步:使能 USART, 配置完毕 */

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

/* CPU的小缺陷:串口配置好,如果直接Send,则第1个字节发送不出去

如下语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */

USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); /* 清发送完成标志,Transmission Complete flag */

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);

//配置USART2空闲中断

USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE , ENABLE);

USART_Cmd(USART2, ENABLE);

/* CPU的小缺陷:串口配置好,如果直接Send,则第1个字节发送不出去

如下语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */

USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC); /* 清发送外城标志,Transmission Complete flag */

}

DMA配置:

void DMA_Configuration(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

/* DMA clock enable */

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //开启DMA1外设时钟

/* DMA1 Channel4 (triggered by USART1 Tx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel4);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40013804;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART1_SEND_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //循环模式

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA TX request */

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);

/* DMA1 Channel5 (triggered by USART2 Tx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel7);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40004404;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART2_SEND_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel7, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel7, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel7, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA TX request */

USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE);

/* DMA1 Channel5 (triggered by USART1 Rx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel5);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40013804;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART1_RECEIVE_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA RX request */

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);

/* DMA1 Channel6 (triggered by USART1 Rx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel6);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40004404;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART2_RECEIVE_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel6, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel6, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART2 DMA RX request */

USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);

}

中断优先级配置:

void NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

/* Configure one bit for preemption priority */

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

/* Enable the USART1 Interrupt */

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

/* Enable the USART2 Interrupt */

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//Enable DMA Channel4 Interrupt

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//Enable DMA Channel7 Interrupt

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel7_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

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