STM32一种使用HAL,DMA,IDLE,POLLING的方式来处理UART的不定长接收机制

2023-11-13 12:59:21

STM32一种使用HAL,DMA,IDLE,POLLING的方式来处理UART的不定长接收机制

设备接收数据 (DMA)

采用的HAL库，同时在UART初始化的时候添加DMA相关操作，在系统开始运行时，开始使用HAL_UART_Receive_DMA来启动UART的接收，同时需要定义一个接收的buffer
uartDeviceRxBuf,这个是设备的DMA BUFFER
而uartRxBuf,是在接收完成后将设备里面的数据转移出来，并清空设备BUFFER来接收新的数据。
定义如下

#define UART_BUF_LEN 100
uint8 uartDeviceRxBuf[UART_BUF_LEN] = {0};
uint8 uartRxBuf[UART_BUF_LEN] = {0};
//启动函数
void Bsp_Uart_Receive_Start(void)
{
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uartDeviceRxBuf, UART_BUF_LEN);
}

设备数据转移至系统接收Buffer (IDLE)

在开启UART接收数据之后，虽然DMA的中断已开启，但我们并不打算使用到DMA的中断，即不能等到接收完UART_BUF_LEN这个长度才去查看数据。如果说我们使用到了DMA的中断就说明很大概率数据已经发生了丢失。

使用UART的IDLE中断来接收当前接收到的数据，在收到数据之后，在停止接收数据时会产生一个IDLE中断，中断响应时，将DMA中的数据转移至uartRxBuf之中。

//初始化函数中添加这个操作
__HAL_UART_ENABLE_IT(uartHandle, UART_IT_IDLE);

中断之中添加响应

HAL_UART_IDLE_Handler(&huart1);

在中断之中去操作UART的DMA，先是将DMA中的数据读出，再重置UART的DMA，用于下一帧数据的接收

void HAL_UART_IDLE_Handler(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
	if(uartHandle->Instance == USART1)
	{
		if(__HAL_UART_GET_FLAG(uartHandle, UART_FLAG_IDLE) != RESET)
		{
			Bsp_Uart_Receive_Idle_Callback();//设备数据移至系统Buffer
			__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(uartHandle);
			// RESET RECEIVE DMA LENGTH
                        HAL_DMA_Abort(uartHandle->hdmarx);
			Bsp_Uart_Receive_Start();
		}
	}
}

/*********************************************************
*********************************************************/
uint16 Bsp_Uart_No_Receive_Data_Len(void)
{
	uint16 result = 0;
	result = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);

	return result;
}

/*********************************************************
*********************************************************/
void Bsp_Uart_Receive_Idle_Callback(void)
{
	if(Bsp_Uart_No_Receive_Data_Len() < UART_BUF_LEN)
	{
		uint8 len = 0;
		uint8 i = 0;

		len = UART_BUF_LEN - Bsp_Uart_No_Receive_Data_Len();

		for(i = 0; i < len; i++)
		{
                        uartRxBuf[i] = uartDeviceRxBuf[i];
		}
		uartBufReciveLen = len;
		isUartReceivedData = 1;
	}
	Uart_Framework_Callback();
}

STM32中的IDLE中断，并不是每时每刻都在发生的，必须在是接收到数据之后才会被置位。因此这个操作并不会过多得占用CPU资源。

轮询处理数据 (Polling)

在系统的UART轮询操作时，来判断是否有接收到数据，如果有接收到数据就将数据取出来，再进行数据分析来完成相应的APP需求。理论上讲在轮询取数据的时候，接收到的数据可能会发生改变，可以考虑处理把中断关掉，，处理再打开中断，防止意外，只是这个概率很小，现在处理接收数据时，暂没有用中断进行数据保护。
例如

      if(Uart_Framework_Read_Parameter(UART_PARA_IS_RECEIVED))
      {
            uint8 *pBuf;
            uint16 len = 0;
            // GET BUFFER & CLEAR FLAG
            len =Uart_Framework_Read(&pBuf, 0);
            App_Uart_Transmit(pBuf, len);
      }

总结

优点

对于CPU资源占用来说是比较少的
对于不定长的数据不会丢失
轮询时间合理的情况下，对于不定长度的数据响应都是及时的。

缺点

设置自己的设备BUFFER，不然有可能有BUFFER不够的情况。如果BUFFER不够的话就会导致数据丢失，并可能引入其他错误。
连续多数据的情况下处理,需要较大的BUFFER,对小RAM的MCU，内存占用较大

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