我也说一下STM32下串口DMA的任意长度接收发送的思路-lanxix的回答

我也说一下STM32下串口DMA的任意长度接收发送的思路

2019-07-20 17:41发布

我也不算是真正的单片机开发人员，只是项目需要，单片机程序也一直在优化，优化最多的串口通信，尽可能快的传输大数据，以前直接用中断的方式，稳定，但传输稍大的数据时，需要的时间就久了，特别是需要传输扫描枪扫到的图片时，就会等待很久。后来改成了DMA，也只有DMA是最快了。好了，进入正题

1.百度，是最好的老师，可以查到很多前辈积累的经验和方法，我也是参考了他们的
2.DMA任意字符的接收，很多是使用串口的USART_IT_IDLE空闲中断，没错，我也使用它了。
3.还有使用DMA双缓冲区，当时研究时发现双缓冲转换不是很方便，就没用了。
4.使用DMA的DMA_IT_TC中断，当接收满时就触发中断，这个我也需要用到
5.有前辈使用DMA与环形缓冲区结合，这个方法很好，不过我有点看不懂，对于手上的项目改动太大，就没继续深研
6.我使用了环型缓冲区，可以做到数据与业务分离，很方便
7.我上了RTX系统，多任务，很方便，也比较危险，所以线程同步要做好

好了，我要说下我的思路
我使用的单片机是STM32F205，RTX系统，关于串口和DMA配置忽略吧，百度都能查到

接收数据：
前面说到要用到的两个中断，串口的空闲和DMA的接收完成中断，两个相结合后就可以实现任意长度了（说是任意长度，其实接收的长度当然要小于分配的环型缓冲区）。我使用了环型缓冲区用来接收数据，这样就可以做到业务逻辑的分离了，接收的只管接收，处理的只管处理

//串口1中断处理
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t ID = 0; //串口序号
uint16_t Size = 0;

if ( USART_GetITStatus( USART1, USART_IT_IDLE ) != RESET )          //串口空闲中断用于DMA

{
      USART_ClearITPendingBit( USART1, USART_IT_IDLE );  //清除空闲中断
      USART_ReceiveData( USART1);  //读DR,只有读过一次，才能真正清除标志
      USART_ClearFlag( USART1, USART_FLAG_IDLE );  //读SR其实就是清除标志
      DMA_Cmd(DMA2_Stream2, DISABLE);  //先停止DMA才行设置缓冲区大小

      Size = DMA_USART_RecieveBuffer_Len - DMA_GetCurrDataCounter( DMA2_Stream2 ); //获得DMA当前收到的字节数，因为DMA中断只有接收长度满时才会触发，所以要把剩余数据读出来 DMA2 Stream2-Channel4
      if(Size > 0)  //如果有剩余数据
         FIFO_PutBuff( &USART1_FIFO_Receive, DMA_USART1_Recieve_Buff, Size );       //将收到的DMA缓冲复制进串口输入FIFO  FIFO_PutBuff()函数是环型缓冲区写入Buff的用到的，USART1_FIFO_Receive 环型缓冲区结构,  DMA_USART1_Recieve_Buff DMA接收缓冲区
      USART_DMA_Status[ID].USART_IS_IDLE = 1;  //自定义标识串口空闲标识
      USART_DMA_Status[ID].DMA_ReceiveOK = 1;  //自定义标识 DMA接收完成标识

DMA_SetCurrDataCounter( DMA2_Stream2, DMA_USART_RecieveBuffer_Len ); //重新设置DMA的读取缓冲区长度 DMA_USART1_Recieve_Buff[DMA_USART_RecieveBuffer_Len]
DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);  //开启DMA

｝
｝

//DMA中断处理
void DMA2_Stream2_IRQHandler(void)
{
uint8_t ID = 0;  //串口序号

if( DMA_GetITStatus(DMA2_Stream2, DMA_IT_TCIF2) != RESET )
{
      DMA_ClearITPendingBit(DMA2_Stream2, DMA_IT_TCIF2);

      //重新设置DMA坊取缓冲区长度时会触发该中断，所以当有该标志时，不处理该条中断。
   //在实际使用中，发现经常接收的数据有出入，跟踪后发现在串口中断USART_IT_IDLE重新设置DMA缓冲长度时，会触发该中断，所以加入了自定义标识USART_DMA_Status[ID].USART_IS_IDLE，为1时，说明已经空闲了，不再将数据写入环型缓冲区
if( USART_DMA_Status[ID].USART_IS_IDLE != 1 )
{
            FIFO_PutBuff( &USART1_FIFO_Receive, DMA_USART1_Recieve_Buff, DMA_USART_RecieveBuffer_Len ); //将DMA缓冲区数据写入环型缓冲区
            USART_DMA_Status[ID].DMA_ReceiveOK = 1; //DMA接收完成
      }

      USART_DMA_Status[ID].USART_IS_IDLE = 0; //重置串口空闲中断

}

}

业务逻辑处理：
//项目在通信中，使用了定长命令头协议方式，这样能更好的处理数据，可以知道这个命令是做什么的，以及这个命令将要接收的数据的长度

typedef struct
{

uint8_t Cmd; //命令标识
uint8_t CmdType; //命令类型
uint32_t DataLen; //发送数据长度，用于下次发送的数据长度
uint32_t Param1; //参数1
uint32_t Param2; //参数2
uint32_t Param3; //参数3
uint32_t Param4; //参数4
uint8_t LRC; //校验码除最后一位LRC码外所有字节的XOR运算

} TCMDHeader; //串口命令头结构体

void Query_USART1(void)
｛
      uint16_t BuffSize = FIFO_GetSize( &USART1_FIFO_Receive ); //串口1缓冲区可读字节数

      if( BuffSize > 0 ) //如果串口1有数据
      {
            ReadSize = FIFO_ReadByte( &USART1_FIFO_Receive, (uint8_t *) &USART_Receive_CMD, sizeof( TCMDHeader ), 50 ); //读取命令头超时50ms

            if( ReadSize != sizeof( TCMDHeader ) ) //如果读到的大小与待读大小不一致，则退出
            {
return;
            }

            if( Check_LRC( (uint8_t *) &USART_Receive_CMD, ReadSize) ) //命令头LRC校验成功
            {

                              //这里通过USART_Receive_CMD命令来区分命令的类型和处理
                           //......
            ｝
      ｝
｝

以上就是接收的部分，我的项目中两块单片机使用串口进行大数据传输，单片机1把采集的图片通过串口发送到单片机2上，单片机2首先接收命令头，通过命令头知道下次待接收的数据大小，这样单片机1只管发数据，单片机2处理命令头后循环处理环型缓冲的数据，边接收边通过网络接口透传到上位机上，直到数据接收完成。单片机1的发送也是通过DMA方式发送，当然也是任意长度的发送。

下面我就说说DMA如何发送任意长度

发送数据：
思路是这样的：发送也有一个环型缓冲区，发送的时候把数据填入缓冲区中，直到填满，如果未开启DMA发送中断，则开启，开启后，调用函数只管往缓冲区填数据，DMA的发送完成中断会判断缓冲区是否为空，空则发送完成，不空，则继续调用DMA发送

//DMA的底层发送函数，每调用一次发送一个包 SendFIFO是发送的环型缓冲区，结构与接收的一致
//DMAy_Streamx DMA通道号
//因为函数都是做成通用性的，不同的参数使用不同的串口和DMA流
void USART_DMA_Send( TFIFO* SendFIFO, DMA_Stream_TypeDef* DMAy_Streamx )
{

uint16_t BuffSize = 0;
uint16_t ReadSize = 0;

int ID = USART_Get_DMA_USARTIndex_FromStreamX( DMAy_Streamx );       //通过DMAy_Streamx获得串口序列号 0:USART1 1:USART2...
uint8_t* Buffer = USART_Get_DMA_Buffer_FromStreamX( DMAy_Streamx ); //获得DMA的发送缓冲区  如：if( DMAStreamX == DMA2_Stream7 ) return DMA_USART1_Send_Buff; //USART1 TX

if( SendFIFO == NULL || DMAy_Streamx == NULL || ID == -1 || Buffer == NULL ) return;

//DMA发送标识,如果DMA未开启发送，则开启DMA发送。
   //第一次调用发送时 USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 0，开启DMA发送后 USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 1 ，之后的发送将不在此处理剩余的数据，而是在发送完成中断中继续发送，如果发送后再置USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 0
if( USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending == 0 )
{

BuffSize = FIFO_GetSize( SendFIFO ); //获得发送缓冲区大小

if(  BuffSize == 0 ) return; //为空则退出

if( BuffSize > DMA_USART_SendBuffer_Len ) BuffSize = DMA_USART_SendBuffer_Len; //如果发送大小大于DMA发送缓冲，则大小取DMA发送缓冲区大小

if( FIFO_GetBuff( SendFIFO, BuffSize, Buffer, &ReadSize) != 1 ) return;       /复制发送数据到DMA缓冲区中  DMA_USART_Send_Buff[ID]:串口数对应的DMA缓冲区

USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 1; //设置发送标识为1

DMA_Cmd( DMAy_Streamx, DISABLE ); //停止发送
DMA_SetCurrDataCounter( DMAy_Streamx, ReadSize ); //设置DMA发送缓冲区的大小为待发送大小
DMA_Cmd( DMAy_Streamx, ENABLE ); //开启发送

}

}

//任意字符发送，主要是使用该函数发送，该函数主要是向发送环型缓冲区填入数据，并触发开启第一次DMA发送，之后的发送将在发送中断完成后发送
uint16_t USART_DMA_PostBuff( USART_TypeDef* USARTx, uint8_t *Buff, uint16_t BuffSize )
{

uint16_t Free = 0;
uint16_t SendSize = 0;

TFIFO* SendFIFO = USART_GetSendFIFOName( USARTx ); //获得串口对应的FIFO环型缓冲区
DMA_Stream_TypeDef* DMAy_Streamx = USART_Get_DMAStreamX(USARTx, 1); //取得对应串口的DMA流通道 0:为RX 1：为TX

if( SendFIFO == NULL || DMAy_Streamx == NULL ) return SendSize;

//进入循环发送，直到所有的数据都填入环型缓冲区为止
      while( SendSize < BuffSize )
{
Free = FIFO_GetFree( SendFIFO ); //获得串口发送环型缓冲区空闲大小

if( Free > 0 ) //如果有空闲
{

if( Free > BuffSize ) //如果空闲大小大于待发送大小，则直接把待发送数据压入发送缓冲区
{
FIFO_PutBuff( SendFIFO, Buff, BuffSize); //压入发送缓冲区
SendSize = BuffSize; //发送数据大小

USART_DMA_Send( SendFIFO, DMAy_Streamx ); //发送DMA数据
}
else
{

if( BuffSize - SendSize < Free ) Free = BuffSize - SendSize;

FIFO_PutBuff( SendFIFO, (uint8_t *) (Buff + SendSize), Free); //压入发送缓冲区
SendSize += Free;

USART_DMA_Send( SendFIFO, DMAy_Streamx );    //发送DMA数据

}

}

Delay_ms(1); //延时，多任务下让出时间片

}

return SendSize;

}

/*
*函数名称：DMA2_Stream7_IRQHandler
*函数功能：USART1-TX DMA2 Stream7-Channel4 响应中断
*发送完成后触发该中断，并继续发送未完成的数据
*/
void DMA2_Stream7_IRQHandler(void)
{

uint8_t ID = 0; //串口序号

uint16_t BuffSize = 0;
uint16_t ReadSize = 0;

if( DMA_GetITStatus(DMA2_Stream7, DMA_IT_TCIF7) != RESET )
{

DMA_ClearITPendingBit(DMA2_Stream7, DMA_IT_TCIF7); //清除中断标志

BuffSize = FIFO_GetSize( &USART1_FIFO_Send ); //获得发送缓冲区大小

if( BuffSize > 0 )
{

if( BuffSize > DMA_USART_SendBuffer_Len ) BuffSize = DMA_USART_SendBuffer_Len; //如果发送大小大于DMA发送缓冲，则大小取DMA发送缓冲区大小

if( FIFO_GetBuff( &USART1_FIFO_Send, BuffSize, DMA_USART1_Send_Buff, &ReadSize) != 1 )       //如果发送环型缓冲区已经为空，则退出发送，否则继续发送
{
USART_DMA_Status[ID].DMA_SendOK = 1; //发送完成
USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 0; //重置发送标识，下次发送需要开启DMA发送

return;
}

DMA_Cmd( DMA2_Stream7, DISABLE ); //停止发送
DMA_SetCurrDataCounter( DMA2_Stream7, ReadSize ); //设置DMA发送缓冲区的大小为待发送大小
DMA_Cmd( DMA2_Stream7, ENABLE );

USART_DMA_Status[ID].DMA_SendOK = 0; //未发送完成
USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 1; //正在发送

}
else
{
USART_DMA_Status[ID].DMA_SendOK = 1; //发送完成
USART_DMA_Status[ID].DMA_IsSending = 0; //已发送完成
}

}

}

终于发完了，并整理了备注，程序可能比较复杂，该方法也稳定运行了一段时间，暂时没发现问题

友情提示: 此问题已得到解决，问题已经关闭,关闭后问题禁止继续编辑，回答。

21条回答

lanxix

2019-07-22 21:06

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