Stm32使用串口空閒中斷，基於隊列來接收不定長、不定時數據

 

        串口持續地接收不定長、不定時的數據，把每一幀數據緩存下來且靈活地利用內存空間，下面提供一種方式供參考。原理是利用串口空閒中斷和DMA，每當對方發來一幀完整的數據後，串口接收開始空閒，觸發中斷，在中斷處理中新建一個接收隊列節點，把DMA緩存的數據copy到接收隊列裏。當須要的時候就從接收隊列裏提出數據。按期清理隊列防止堆空間溢出。

        話很少說，上代碼。

 

定義數據結構：

/*USART接收隊列*/

typedef struct _USART_REC_Queue

{

    u16 index;                          //序號

    char *buf;                          //連接的字符串

    struct _USART_REC_Queue*  next;     //連接到下一個節點

}USART_REC_Queue;

 

聲明全局變量：

#define USART3_REC_len 320                       //單次最大接收數

extern u8 USART3_REC_buf[USART3_REC_len];        //用於DMA的臨時數據中轉

 

extern u16 USART3_REC_counter;                   //接收計數器



extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_head;   //接收隊列固定頭節點

extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_tail;   //始終指向最後一個節點

 

準備階段：

在啓動彙編文件裏，把堆空間改大，防止接收一點點數據就內存溢出。

Heap_Size       EQU     0x00004000    //默認200字節，改大

 

實例化全局變量：

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;

 

初始化各個硬件，使能了串口接收空閒中斷，串口接收DMA，爲接收隊列頭節點分配內存空間：

void USART3_Init(u32 BaudRate)

{

    //初始化參數結構體

    GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;       //IO

    USART_InitTypeDef  USART_InitStruct;      //串口

    NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStruct;       //中斷控制

    DMA_InitTypeDef    DMA_InitStruct;        //DMA

   

    /*全局指針初始化*/

    USART3_REC_Queue_head = USART_REC_Queue_Creat();  //構建串口3接收隊列頭節點

    USART3_REC_Queue_tail = USART3_REC_Queue_head;    //構建串口3接收隊列尾節點

   

    //RCC使能

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);     //IO時鐘

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);    //串口3時鐘

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);        //DMA時鐘

   

    //PB11 USART1_TXD

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//複用推輓輸出

    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;//浮空輸入

    //GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

   

    //內嵌向量中斷控制器初始化

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//搶佔優先級1

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//子優先級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 通常9600

    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字節數據格式8位

    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一箇中止位

    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶字節校驗

    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件流控制

    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收發模式

    USART_Init(USART3, &USART_InitStruct);//初始化USART

    //USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中斷

    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能總線空閒中斷

    USART_Cmd(USART3, ENABLE);//使能串口 

 

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&USART3->DR); //讀取哪個寄存器

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)(&USART3_REC_buf);      //讀取到的數據的存放地址

    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                  //指定外設爲源地址

    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = USART3_REC_len;                  //數據存放區大小

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;    //外設寄存器地址是否偏移

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;             //數據存放地址是否偏移

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //外設數據寬度8位

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;     //定義存儲器數據寬度8位

    DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                       //正常操做模式

    DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                 //通道優先級

    DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                        //是否開啓存儲器到存儲器模式

    DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStruct);                        //寫入設置到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

}

 

串口中斷處理（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;     //新隊列節點               

        u16 len;

       

        USART3->DR;                                       //讀取數據。注意：這句必需要，不然不可以清除中斷標誌位

        USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_IDLE);                  //清中斷

        DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);                                 //關閉DMA1通道3

       

        len = USART3_REC_len - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);    //計算接收長度

        buf_new = (char *)malloc((len+5) * sizeof(char));                //爲新字符串分配內存，預留空間添加序號

        //if(buf_new == NULL)  GPIO_SetBits(LedPort, Led1);              //內存不夠的提示

        queue_new = USART_REC_Queue_Creat();                             //爲新隊列節點分配內存

        //if(queue_new == NULL)  GPIO_SetBits(LedPort, Led2);            //內存不夠的提示

        USART3_REC_counter ++;                                           //計數器加1

        queue_new->index = USART3_REC_counter;                           //新節點的序號

        sprintf(buf_new, "#%d:%s", USART3_REC_counter, USART3_REC_buf);  //複製緩存到新字符串並添加序號

        queue_new->buf = buf_new;                                        //新隊列節點連接新字符串

        USART3_REC_Queue_tail->next = queue_new;                         //接收隊列尾節點連接新的節點

        USART3_REC_Queue_tail = queue_new;                               //更新尾節點

        

        DMA1_Channel3->CNDTR = USART3_REC_len;                           //重置DMA1通道3緩存計數器

        DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);                                  //重開DMA1通道3

    }

}

 

建立與銷燬接收隊列節點：

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);

    } 

}

 

 

主函數裏每隔5秒刷新顯示接收隊列的數據，並清理。

while(1)

{                        

    if(tim3_flag == 1)
    {
        tim3_flag = 0;

        USART_REC_Queue_display(USART3);

        USART_REC_Queue_Delete(USART3);
    }

}

 

在OLED屏上顯示接收隊列裏的數據：

void USART_REC_Queue_display(USART_TypeDef* USARTx)

{

    if(USARTx == USART3)

    {

        USART_REC_Queue* temp = USART3_REC_Queue_head->next;

        if(temp == NULL)   return;                                //隊列還沒生成則返回

        OLED_Clear();                                             //清屏

        OLED_ShowString(0, 0, USART3_REC_Queue_head->next->buf);  //顯示字符串

    }

}