Stm32使用串口空闲中断,基于队列来接收不定长、不定时数据
串口持续地接收不定长、不定时的数据,把每一帧数据缓存下来且灵活地利用内存空间,下面提供一种方式供参考。原理是利用串口空闲中断和DMA,每当对方发来一帧完整的数据后,串口接收开始空闲,触发中断,在中断处理中新建一个接收队列节点,把DMA缓存的数据copy到接收队列里。当需要的时候就从接收队列里提出数据。定期清理队列防止堆空间溢出。
话不多说,上代码。
定义数据结构:
/*USART接收队列*/typedef
struct _USART_REC_Queue{
u16 index;
//序号char *buf; //链接的字符串
struct _USART_REC_Queue* next; //链接到下一个节点
}USART_REC_Queue;
声明全局变量:
#define USART3_REC_len 320 //单次最大接收数extern u8 USART3_REC_buf[USART3_REC_len]; //用于DMA的临时数据中转
extern u16 USART3_REC_counter; //接收计数器
extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_head; //接收队列固定头节点
extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_tail; //始终指向最后一个节点
准备阶段:
在启动汇编文件里,把堆空间改大,防止接收一点点数据就内存溢出。
Heap_Size EQU 0x00004000//默认200字节,改大
实例化全局变量:
u8 USART3_REC_buf[320] = {0};u16 USART3_REC_counter
= 0;USART_REC_Queue
* USART3_REC_Queue_head = NULL;USART_REC_Queue
* USART3_REC_Queue_tail = NULL;
初始化各个硬件,使能了串口接收空闲中断,串口接收DMA,为接收队列头节点分配内存空间:
void USART3_Init(u32 BaudRate){
//初始化参数结构体GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; //IO
USART_InitTypeDef USART_InitStruct; //串口
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct; //中断控制
DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct; //DMA
/*全局指针初始化*/
USART3_REC_Queue_head = USART_REC_Queue_Creat(); //构建串口3接收队列头节点
USART3_REC_Queue_tail = USART3_REC_Queue_head; //构建串口3接收队列尾节点
//RCC使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //IO时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); //串口3时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //DMA时钟
//PB11 USART1_TXD
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
//PB10 USART1_RXD
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
//内嵌向量中断控制器初始化
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢占优先级1
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//子优先级1
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能IRQ通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
//USART初始化
USART_InitStruct.USART_BaudRate = BaudRate;//波特率 一般9600
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字节数据格式8位
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶字节校验
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式
USART_Init(USART3, &USART_InitStruct);//初始化USART
//USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中断
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能总线空闲中断
USART_Cmd(USART3, ENABLE);//使能串口
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&USART3->DR); //读取哪一个寄存器
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)(&USART3_REC_buf); //读取到的数据的存放地址
DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //指定外设为源地址
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = USART3_REC_len; //数据存放区大小
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设寄存器地址是否偏移
DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //数据存放地址是否偏移
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //外设数据宽度8位
DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //定义存储器数据宽度8位
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //正常操作模式
DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //通道优先级
DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //是否开启存储器到存储器模式
DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStruct); //写入设置到DMA1通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); //使能DMA1通道
USART_DMACmd(USART3, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); //注意不要忘了使能串口的DMA功能
}
串口中断处理(核心):
void USART3_IRQHandler(void){
if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET){
char *buf_new; //新字符串USART_REC_Queue* queue_new; //新队列节点
u16 len;
USART3->DR; //读取数据。注意:这句必须要,否则不能够清除中断标志位
USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_IDLE); //清中断
DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE); //关闭DMA1通道3
len = USART3_REC_len - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3); //计算接收长度
buf_new = (char *)malloc((len+5) * sizeof(char)); //为新字符串分配内存,预留空间添加序号
//if(buf_new == NULL) GPIO_SetBits(LedPort, Led1); //内存不够的提示
queue_new = USART_REC_Queue_Creat(); //为新队列节点分配内存
//if(queue_new == NULL) GPIO_SetBits(LedPort, Led2); //内存不够的提示
USART3_REC_counter ++; //计数器加1
queue_new->index = USART3_REC_counter; //新节点的序号
sprintf(buf_new, "#%d:%s", USART3_REC_counter, USART3_REC_buf); //复制缓存到新字符串并添加序号
queue_new->buf = buf_new; //新队列节点链接新字符串
USART3_REC_Queue_tail->next = queue_new; //接收队列尾节点链接新的节点
USART3_REC_Queue_tail = queue_new; //更新尾节点
DMA1_Channel3->CNDTR = USART3_REC_len; //重置DMA1通道3缓存计数器
DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); //重开DMA1通道3
}
}
创建与销毁接收队列节点:
USART_REC_Queue* USART_REC_Queue_Creat(void){
USART_REC_Queue
* p_temp = (USART_REC_Queue*)malloc(sizeof(USART_REC_Queue));if(p_temp == NULL) return NULL;memset(p_temp,
0, sizeof(USART_REC_Queue));//p_temp->next = NULL;return p_temp;
}
void USART_REC_Queue_Delete(USART_TypeDef* USARTx)
{
if(USARTx == USART3)
{
USART_REC_Queue* temp;
temp = USART3_REC_Queue_head->next;
if(temp == NULL || temp->next == NULL) return;
free(temp->buf);
USART3_REC_Queue_head->next = temp->next;
free(temp);
}
}
主函数里每隔5秒刷新显示接收队列的数据,并清理。
while(1){
if(tim3_flag == 1){
tim3_flag
= 0;USART_REC_Queue_display(USART3);
USART_REC_Queue_Delete(USART3);
}
}
在OLED屏上显示接收队列里的数据:
void USART_REC_Queue_display(USART_TypeDef* USARTx){
if(USARTx == USART3){
USART_REC_Queue
* temp = USART3_REC_Queue_head->next;if(temp == NULL) return; //队列还没生成则返回OLED_Clear(); //清屏
OLED_ShowString(0, 0, USART3_REC_Queue_head->next->buf); //显示字符串
}
}
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