【STM32】串口DMA空闲中断不定长收发配自定义装包与解包

【STM32】串口DMA空闲中断不定长收发配自定义装包与解包

前言

在上一章节中已经讲述了串口的通常用法, 【STM32】CubeMX+HAL库之串口
本章将解决这样的一个问题,有时需要在设备间进行数据传输,由于stm32串口RDR和TDR寄存器都是8位有效的,我们往往需要定义传输协议(如一帧数据中,包含帧头、帧长度、帧CMD、数据帧、帧尾等若干8位数据)。我们希望可以一次收到一帧数据,并进行解码操作。利用DMA+串口空闲中断可以有效完成上述任务。

所用工具:

  1. 开发板:野火挑战者STM32H743IIT6
  2. STM32CubeMX
  3. IDE: Keil-MDK

简述DMA

  1. DMA(直接存储器访问)是一种数据传输方法,利用DMA控制器,将数据直接从一个地址空间复制到另一个地址空间。
  2. DMA在硬件ROM和IO设备间开辟直接传输数据的通道,不需要CPU主控芯片控制,也不需要类似中断处理那种保留现场&恢复现场的操作。这大大减小了CPU的负担。

不定长数据接收的原理及其解决的方法

UART是最为常见的通信方式——它每次接收一个字节,我们可以使用轮询的方式,但是对于某些数据不固定时间发送的数据,轮询的方式有时候不够灵活。也可以使用中断的方式,如每一个字节都中断一次,从中断到回调函数运行了不少的程序,比较消耗系统资源。

为了避免这个问题,我们使用指定接收一定长度的数据,再调用回调函数,这会让我们可以接收大数据,但是这种情况则造成了,要求每次的包是固定长度。

为了解决以上问题,最常用的办法是使用空闲中断,即在串口空闲的时候,触发一次中断,通知内核,本次运输完成了。串口空闲中断的判定是:当串口开始接收数据后,检测到1字节数据的时间内没有数据发送,则认为串口空闲。由于我们的内核在串口接收数据到空闲这段时间,是不受理串口数据的,所以我们还需要使用DMA来协助我们把数据传送到指定的地方,当数据传输完成后,通知内核去处理。

实现流程

  1. 使能空闲中断
    main.c
    数组RxBuf[256] 就作为DMA搬运的内存
	extern uint8_t RxBuf[256];
	
	/* USER CODE BEGIN 2 */	
	__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);  // 使能串口空闲中断
	HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, (uint8_t *)&RxBuf, 255);
	 /* USER CODE END 2 */
  1. 创建自定义中断回调函数
    bsp_uart.c
    在结束时重新调用HAL_UART_Receive_DMA();如果使用循环模式将不用重新调用。
    Buffer根据需要定义大小,不宜过大。
#include "bsp_uart.h"
#include "string.h"
#include "usart.h"
#include "dma.h"
#include "stm32h743xx.h"

uint8_t RxBuf[256];          //作为接收数据的Buffer
uint8_t UserBuff[256];

extern DMA_HandleTypeDef *hdma_usart1_rx;

void BSP_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	uint8_t data_len;
	uint16_t i, command_length = 0;
	if(__HAL_UART_GET_FLAG(huart, UART_FLAG_IDLE) != RESET)  //判断是否为空闲中断
	{
		__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(huart); //清除标志位
		HAL_UART_DMAStop(huart);
		
		if(huart->Instance == USART1)
		{
			data_len  = huart->RxXferSize - __HAL_DMA_GET_COUNTER(hdma_usart1_rx); //总计数减去未传输的数据个数,得到已经接收的数据个数
				
			for(i = 0; i < data_len; i++)
			{
				/*自定义装包解包协议 */
				/*  0 AE  1 EA  2 LEN_L  3 LEN_H  4 CMD   DATA   -2 EF  -1 FE  -0 \0 */
				if((RxBuf[i] == 0XAE ) && (RxBuf[i + 1] == 0XEA)) //找到包头
				{
					i = i + 2;
					command_length = RxBuf[i] | RxBuf[i + 1] << 8;  //计算包长
					i = i + 3;
					if(command_length > 0 && command_length < data_len    //判断包长度是否有效
							&& RxBuf[i + command_length] == 0xEF
							&& RxBuf[i + 1 + command_length] == 0xFE       //找到包尾
						)
					{
						memcpy(UserBuff, (RxBuf + 5), command_length);
						HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,UserBuff,command_length);//测试实验结果
						i = i + 1 + command_length;
					}
				}
			}
		}
		HAL_UART_Receive_DMA(huart,huart->pRxBuffPtr, huart->RxXferSize);
	}
}

/
  1. 将自定义函数加入中断处理函数
    stm32h7xx_it.c
extern void BSP_UART_Callback(UART_HandleTypeDef *huart);

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
	BSP_UART_Callback(&huart1);  //自定义回调函数
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

实验结果

收到数据后解包将有效信息回显。
在这里插入图片描述

自定义帧结构

0 AE 1 EA 2 LEN_L 3 LEN_H 4 CMD DATA -2 EF -1 FE -0 \0
0位:AE;
1位:EA
2位:数据长度低位
3位:数据长度高位
4位:帧CMD

数据位:

倒数第2位:EF
倒数第1位:FE

最后附上装包代码

  1. 设置帧头
void SetPackgeHeader(enum UART_CMD cmd, uint16_t length)
{
	command_se_buff[0] = 0xAE;
	command_se_buff[1] = 0xEA;
	
	command_se_buff[2] = length;
	command_se_buff[3] = length >> 8;
	
	command_se_buff[4] = cmd;
}
  1. 设置帧尾
void SetPackgeEnd(enum UART_CMD cmd, uint8_t i)
{
    command_se_buff[i++] = 0xEF;
    command_se_buff[i++] = 0xFE;
}

热门文章

暂无图片
编程学习 ·

C语言二分查找详解

二分查找是一种知名度很高的查找算法&#xff0c;在对有序数列进行查找时效率远高于传统的顺序查找。 下面这张动图对比了二者的效率差距。 二分查找的基本思想就是通过把目标数和当前数列的中间数进行比较&#xff0c;从而确定目标数是在中间数的左边还是右边&#xff0c;将查…
暂无图片
编程学习 ·

GMX 命令分类列表

建模和计算操作命令&#xff1a; 1.1 . 创建拓扑与坐标文件 gmx editconf - 编辑模拟盒子以及写入子组(subgroups) gmx protonate - 结构质子化 gmx x2top - 根据坐标生成原始拓扑文件 gmx solvate - 体系溶剂化 gmx insert-molecules - 将分子插入已有空位 gmx genconf - 增加…
暂无图片
编程学习 ·

一文高效回顾研究生课程《数值分析》重点

数值分析这门课的本质就是用离散的已知点去估计整体&#xff0c;就是由黑盒子产生的结果去估计这个黑盒子。在数学里这个黑盒子就是一个函数嘛&#xff0c;这门课会介绍许多方法去利用离散点最大化地逼近这个函数&#xff0c;甚至它的导数、积分&#xff0c;甚至微分方程的解。…
暂无图片
编程学习 ·

在职阿里5年,一个28岁女软测工程师的心声

简单的先说一下&#xff0c;坐标杭州&#xff0c;14届本科毕业&#xff0c;算上年前在阿里巴巴的面试&#xff0c;一共有面试了有6家公司&#xff08;因为不想请假&#xff0c;因此只是每个晚上去其他公司面试&#xff0c;所以面试的公司比较少&#xff09; ​ 编辑切换为居中…
暂无图片
编程学习 ·

字符串左旋c语言

目录 题目&#xff1a; 解题思路&#xff1a; 第一步&#xff1a; 第二步&#xff1a; 第三步&#xff1a; 总代码&#xff1a; 题目&#xff1a; 实现一个函数&#xff0c;可以左旋字符串中的k个字符。 例如&#xff1a; ABCD左旋一个字符得到BCDA ABCD左旋两个字符…
暂无图片
编程学习 ·

设计模式--观察者模式笔记

模式的定义与特点 观察者&#xff08;Observer&#xff09;模式的定义&#xff1a;指多个对象间存在一对多的依赖关系&#xff0c;当一个对象的状态发生改变时&#xff0c;所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。这种模式有时又称作发布-订阅模式、模型-视图模式&#xf…
暂无图片
编程学习 ·

睡觉突然身体动不了,什么是睡眠痽痪症

很多朋友可能有这样的体验&#xff0c;睡觉过程中突然意识清醒&#xff0c;身体却动弹不了。这时候感觉非常恐怖&#xff0c;希望旁边有一个人推自己一下。阳光以前也经常会碰到这样的情况&#xff0c;一年有一百多次&#xff0c;那时候很害怕晚上到来&#xff0c;睡觉了就会出…
暂无图片
编程学习 ·

深入理解C++智能指针——浅析MSVC源码

文章目录unique_ptrshared_ptr 与 weak_ptrstd::bad_weak_ptr 异常std::enable_shared_from_thisunique_ptr unique_ptr 是一个只移型别&#xff08;move-only type&#xff0c;只移型别还有std::mutex等&#xff09;。 结合一下工厂模式&#xff0c;看看其基本用法&#xff…
暂无图片
编程学习 ·

@TableField(exist = false)

TableField(exist false) //申明此字段不在数据库存在&#xff0c;但代码中需要用到它&#xff0c;通知Mybatis-plus在做写库操作是忽略它。,.
暂无图片
编程学习 ·

Java Web day15

第十二章文件上传和下载 一、如何实现文件上传 要实现Web开发中的文件上传功能&#xff0c;通常需要完成两步操作&#xff1a;一.是在Web页面中添加上传输入项&#xff1b;二是在Servlet中读取上传文件的数据&#xff0c;并保存到本地硬盘中。 需要使用一个Apache组织提供一个…
暂无图片
编程学习 ·

【51nod 2478】【单调栈】【前缀和】小b接水

小b接水题目解题思路Code51nod 2478 小b接水 题目 输入样例 12 0 1 0 2 1 0 1 3 2 1 2 1输出样例 6解题思路 可以发现最后能拦住水的都是向两边递减高度&#xff08;&#xff1f;&#xff09; 不管两个高积木之间的的积木是怎样乱七八糟的高度&#xff0c;最后能用来装水的…
暂无图片
编程学习 ·

花了大半天写了一个UVC扩展单元调试工具

基于DIRECTSHOW 实现的&#xff0c;用的是MFC VS2019. 详见&#xff1a;http://www.usbzh.com/article/detail-761.html 获取方法 加QQ群:952873936&#xff0c;然后在群文件\USB调试工具&测试软件\UVCXU-V1.0(UVC扩展单元调试工具-USB中文网官方版).exe USB中文网 USB中文…
暂无图片
编程学习 ·

贪心(一):区间问题、Huffman树

区间问题 例题一&#xff1a;区间选点 给定 N 个闭区间 [ai,bi]请你在数轴上选择尽量少的点&#xff0c;使得每个区间内至少包含一个选出的点。 输出选择的点的最小数量。 位于区间端点上的点也算作区间内。 输入格式 第一行包含整数 N&#xff0c;表示区间数。 接下来 …
暂无图片
编程学习 ·

C语言练习实例——费氏数列

目录 题目 解法 输出结果 题目 Fibonacci为1200年代的欧洲数学家&#xff0c;在他的着作中曾经提到&#xff1a;「若有一只免子每个月生一只小免子&#xff0c;一个月后小免子也开始生产。起初只有一只免子&#xff0c;一个月后就有两只免子&#xff0c;二个月后有三只免子…
暂无图片
编程学习 ·

Android开发(2): Android 资源

个人笔记整理 Android 资源 Android中的资源&#xff0c;一般分为两类&#xff1a; 系统内置资源&#xff1a;Android SDK中所提供的已经定义好的资源&#xff0c;用户可以直接拿来使用。 用户自定义资源&#xff1a;用户自己定义或引入的&#xff0c;只适用于当前应用的资源…
暂无图片
编程学习 ·

零基础如何在短时间内拿到算法offer

​算法工程师是利用算法处理事物的职业 算法&#xff08;Algorithm&#xff09;是一系列解决问题的清晰指令&#xff0c;也就是说&#xff0c;能够对一定规范的输入&#xff0c;在有限时间内获得所要求的输出。 如果一个算法有缺陷&#xff0c;或不适合于某个问题&#xff0c;执…
暂无图片
编程学习 ·

人工智能:知识图谱实战总结

人工智能python&#xff0c;NLP&#xff0c;知识图谱&#xff0c;机器学习&#xff0c;深度学习人工智能&#xff1a;知识图谱实战前言一、实体建模工具Protegepython&#xff0c;NLP&#xff0c;知识图谱&#xff0c;机器学习&#xff0c;深度学习 人工智能&#xff1a;知识图…
暂无图片
编程学习 ·

【无标题】

这里写自定义目录标题欢迎使用Markdown编辑器新的改变功能快捷键合理的创建标题&#xff0c;有助于目录的生成如何改变文本的样式插入链接与图片如何插入一段漂亮的代码片生成一个适合你的列表创建一个表格设定内容居中、居左、居右SmartyPants创建一个自定义列表如何创建一个注…