STM32的串口空闲中断及接受数据

yingujun 2017-12-27 32365

嵌入式设计应用

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描述

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。

#p##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;