前面講了Uart三種不同的方式接收數據，請參照《STM32 Uart及其配置》《STM32 Uart中斷接收》《STM32 Uart DMA方式接收數據》，但是，它們都需要指定數據的長度，但實際應用中，會出現不定長度的數據，比如，某些模塊的@命令，那麼，如何接收不定長度的數據呢？今天，我們就來扒一扒STM32 Uart 變長數據的接收。
問題來了，變長數據包，我們如何確定數據包的長度？
帶着問題思考，我們可以得出以下幾種思路：
1. 制定嚴格的通信協議，帶有一串特殊字符的數據包頭、長度、校驗、包尾等，比如，一開始收到：0xAA-0xBB-0xCC-0xDD-0xEE，表示數據包頭，接下來兩個字節是數據包長度，接下來是數據包內容，接下來是校驗值，接下來是結尾。
2. 使用定時器，判定在指定時間內沒有收到數據，就算一個數據包結束。可以在收到一個數據後，開啓定時器，定時器的超時時間設定爲1~2個數據之間的時間，若在此期間有數據，則判定爲數據包未結束，重載定時器，若此期間無數據，則判定爲數據包結束，關閉定時器。
這篇章裏不討論1和2，因爲STM32有更方便的處理方式，STM32能夠檢測空閒。
看RM0033，空閒，可以理解爲，下一個起始位之前的全部1，也就是Rx線上高電平。
會不會和數據0xFF衝突呢？不會，因爲數據0xFF有起始位，空閒沒有。
看下來這個手畫的圖，中間那一段高電平，就是空閒。
當空閒被檢測到時，如果IDLEIE位設置，就會產生一個IDLE中斷。
我們捕獲這個中斷，並處理它就行了。
在空閒中斷產生之前，我們收到的數據，怎麼處理呢？先收着，存進一個Buffer裏面！
如前面講的《STM32 Uart中斷接收》《STM32 Uart DMA方式接收數據》，接收數據，也可以用中斷和DMA兩種不同的方式。我們把兩種方式都寫進代碼裏面，用兩個不同的宏定義區分開來。
我們就寫一個，收到數據，往串口發送出收到的數據長度，以及完整的數據吧。
理論講完，就開始實踐吧！
參照《STM32 Uart DMA方式接收數據》，建立工程，生成代碼。
在 usart.c 裏面寫這樣一段代碼，#define RCV_RXNEIDLE_PROCESS 表示用RX中斷方式接收數據，#define RCV_DMAIDLE_PROCESS 表示用DMA方式接收數據。這段代碼主要用於選擇接收數據的方式。同一時間只能使用一種方式，#error這裏做了個限制，不允許同時打開這兩個宏定義，否則會編譯出錯。
// select oneof two method
//#define RCV_RXNEIDLE_PROCESS
#define RCV_DMAIDLE_PROCESS
#if defined(RCV_DMAIDLE_PROCESS)&&defined(RCV_RXNEIDLE_PROCESS)
#error "Don't Allow #define Two Micro at the same time, Check RCV_RXNEIDLE_PROCESS && RCV_DMAIDLE_PROCESS"
#endif
接收數據，就定義一個數組來存放數據，就申請1024個字節的數組吧；
數據要變長，就定義一個變量來表示接收到的數據長度；
最後，再定義一個指針，用來指向存放數據的數組。
在 usart.c 裏面，這一斷代碼定義了所需要的數據。
uint8_t uart4Rx[UART4_BUF_MAX]; // 存放接收到的數據
uint8_t *pUart4Rx; // 指向存認數據的數組
uint16_t uart4RxLength; // 接收到數據的長度
整個事件的流程就是，接收一段數據後，產生IDLE中斷，IDLE中斷服務例程裏處理數據。
那我們就看一下stm32f2xx_it.c裏面UART4_IRQHandler()中斷服務例程裏面，對Idle中斷是怎麼處理的？
看一下 HAL_UART_IRQHandler() 這個函數，它對Idle中斷沒有處理！那怎麼辦呢？自己寫一段咯。
在HAL_UART_IRQHandler() 函數加上這一段。
/* UART in mode Idle -------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_IDLE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_IDLEIE) != RESET))
{
HAL_UART_IdleCpltCallback(huart);
return;
}
這個回調函數HAL_UART_IdleCpltCallback(),仿照着在stm32f2xx_hal_uart.c裏面加一個回調函數。
後面，我們在 usart.c 裏面重寫它。
/**
* @brief Idle callbacks.
* @param huart pointer to a UART_HandleTypeDef structure that contains
* the configuration information for the specified UART module.
* @retval None
*/
__weak void HAL_UART_IdleCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
/* Prevent unused argument(s) compilation warning */
UNUSED(huart);
/* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
*/
}
整個HAL_UART_IRQHandler()函數，是這樣的。
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
uint32_t isrflags = READ_REG(huart->Instance->SR);
uint32_t cr1its = READ_REG(huart->Instance->CR1);
uint32_t cr3its = READ_REG(huart->Instance->CR3);
uint32_t errorflags = 0x00U;
uint32_t dmarequest = 0x00U;
/* If no error occurs */
errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_ORE | USART_SR_NE));
if(errorflags == RESET)
{
/* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET))
{
UART_Receive_IT(huart);
return;
}
}
/* If some errors occur */
if((errorflags != RESET) && (((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET) || ((cr1its & (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE)) != RESET)))
{
/* UART parity error interrupt occurred ----------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_PE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_PEIE) != RESET))
{
huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_PE;
}
/* UART noise error interrupt occurred -----------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_NE) != RESET) && ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET))
{
huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_NE;
}
/* UART frame error interrupt occurred -----------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_FE) != RESET) && ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET))
{
huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_FE;
}
/* UART Over-Run interrupt occurred --------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_ORE) != RESET) && ((cr3its & USART_CR3_EIE) != RESET))
{
huart->ErrorCode |= HAL_UART_ERROR_ORE;
}
/* Call UART Error Call back function if need be --------------------------*/
if(huart->ErrorCode != HAL_UART_ERROR_NONE)
{
/* UART in mode Receiver -----------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET))
{
UART_Receive_IT(huart);
}
/* If Overrun error occurs, or if any error occurs in DMA mode reception,
consider error as blocking */
dmarequest = HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);
if(((huart->ErrorCode & HAL_UART_ERROR_ORE) != RESET) || dmarequest)
{
/* Blocking error : transfer is aborted
Set the UART state ready to be able to start again the process,
Disable Rx Interrupts, and disable Rx DMA request, if ongoing */
UART_EndRxTransfer(huart);
/* Disable the UART DMA Rx request if enabled */
if(HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR))
{
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);
/* Abort the UART DMA Rx channel */
if(huart->hdmarx != NULL)
{
/* Set the UART DMA Abort callback :
will lead to call HAL_UART_ErrorCallback() at end of DMA abort procedure */
huart->hdmarx->XferAbortCallback = UART_DMAAbortOnError;
if(HAL_DMA_Abort_IT(huart->hdmarx) != HAL_OK)
{
/* Call Directly XferAbortCallback function in case of error */
huart->hdmarx->XferAbortCallback(huart->hdmarx);
}
}
else
{
/* Call user error callback */
HAL_UART_ErrorCallback(huart);
}
}
else
{
/* Call user error callback */
HAL_UART_ErrorCallback(huart);
}
}
else
{
/* Non Blocking error : transfer could go on.
Error is notified to user through user error callback */
HAL_UART_ErrorCallback(huart);
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
}
}
return;
} /* End if some error occurs */
// 這裏，就是對Idle中斷的處理啊啊啊啊啊！！！
/* UART in mode Idle -------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_IDLE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_IDLEIE) != RESET))
{
HAL_UART_IdleCpltCallback(huart);
return;
}
/* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
{
UART_Transmit_IT(huart);
return;
}
/* UART in mode Transmitter end --------------------------------------------*/
if(((isrflags & USART_SR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET))
{
UART_EndTransmit_IT(huart);
return;
}
}
如《STM32 Uart中斷接收》所寫，要響應RX中斷接收，必須使能RX中斷；
如《STM32 Uart DMA方式接收數據》所寫，要響應DMA接收，必須使能DMA；
要響應IDLE中斷，必須使能 IDLE 中斷。
看這個USR_UartInit()函數：
void USR_UartInit(void)
{
// 這裏是RX中斷處理
#ifdef RCV_RXNEIDLE_PROCESS
pUart4Rx = uart4Rx; // 指針指向數組
uart4RxLength = 0; // 長度初始爲0
HAL_UART_Receive_IT(&huart4, pUart4Rx, 1); // 使能Rx中斷,並設置長度爲1,數據置於uart4Rx中，準備接收第一個數據
#endi
// 這裏是DMA中斷處理;
#ifdef RCV_DMAIDLE_PROCESS
uart4RxLength = 0; // 長度初始爲0
HAL_UART_Receive_DMA(&huart4, uart4Rx, UART4_BUF_MAX); // 使能DMA,最長爲1024字節,數據置於uart4Rx中，準備接收一串數據
#endif
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart4, UART_IT_IDLE); // 使能 IDLE中斷
}
這個函數在main()裏面，初始化串口和DMA之後調用。
MX_DMA_Init();
MX_UART4_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
USR_UartInit();
/* USER CODE END 2 */
在《STM32 Uart中斷接收》裏面講了，響應RX中斷，最終會到HAL_UART_RxCpltCallback裏面處理；
在《STM32 Uart DMA方式接收數據》裏面講了，響應DMA中斷，最終也會到HAL_UART_RxCpltCallback裏面處理。
RX中斷接收：來一次中斷，指針要後移，指向下一個數據，上一個數據已經接收，數據長度自加，然後再次使能Rx中斷，準備接收下一個數據。
DMA接收：再次使能DMA，準備接收下一串數據。
DMA產生中斷的條件，1.接收滿UART_BUF_MAX,2.設置DMA Disable。
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
#ifdef RCV_RXNEIDLE_PROCESS
pUart4Rx++; // 指針指向下一個數據,上一個數據接收了,纔會產生這次中斷
uart4RxLength++; // 接收到上一個數據，長度要+1
HAL_UART_Receive_IT(&huart4, pUart4Rx, 1); // 繼續使能RX中斷，準備接收。
#endif
#ifdef RCV_DMAIDLE_PROCESS
HAL_UART_Receive_DMA(&huart4, uart4Rx, UART4_BUF_MAX); // DMA產生Complete中斷條件:1.接收滿UART_BUF_MAX,2.設置DMA Disable。再次使能DMA
#endif
}
接收完一串數據，接下來，輪到 Idle 中斷出手了。
Idle中斷處理，會調用回調函數HAL_UART_IdleCpltCallback()，我們就實現它。
uint8_t RxLenHi, RxLenlo; // 長度高位，低位
void HAL_UART_IdleCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(huart);
// RX
#ifdef RCV_RXNEIDLE_PROCESS
RxLenHi = (uint8_t)(uart4RxLength>>8);
RxLenlo = (uint8_t)(uart4RxLength);
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenHi, 1, 1000);
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenlo, 1, 1000);
HAL_UART_Transmit(huart, uart4Rx, uart4RxLength, 1000);
pUart4Rx = uart4Rx; // 接收完一條命令,指針指向數組頭,重新接收
uart4RxLength = 0; // 長度設置爲0
#endif
// DMA
#ifdef RCV_DMAIDLE_PROCESS
uart4RxLength = UART4_BUF_MAX-__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_uart4_rx); // 獲取長度
RxLenHi = (uint8_t)(uart4RxLength>>8);
RxLenlo = (uint8_t)(uart4RxLength);
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenHi, 1, 1000);
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenlo, 1, 1000);
HAL_UART_Transmit(huart, uart4Rx, uart4RxLength, 1000);
__HAL_DMA_DISABLE(&hdma_uart4_rx); // DMA計數重載，會產生DMA完成中斷，
// 參考RM0033-9.3.13，當DMA關閉時，會產生DMA完成中斷
// 參考RM0033-DMA_SxNDTR，當DMA關閉時，重載計數器
#endif
}
現在，捋一下整個過程：
RX變長數據接收：
1. 初始化時使能RX中斷，時刻準備着接收數據。
2. 第一個數據接收，觸發RX中斷，執行HAL_UART_RxCpltCallback()，函數裏，接收的數據指向數組下一個存儲空間，接收的長度+1，使能RX中斷，準備下一數據接收。
下一個數據接收，觸發RX中斷，執行HAL_UART_RxCpltCallback()，函數裏，接收的數據指向數組下一個存儲空間，接收的長度+1，使能RX中斷，準備下一數據接收。
…… ……
3. 整條命令接收完成，觸發空閒中斷，執行行HAL_UART_IdleCpltCallback()，函數裏，處理接收到的數據，指針指向uart4Rx[]的第一個數據。
DMA變長數據接收：
1. 初始化時使能DMA中斷，時刻準備着接收數據。
2. 有數據，觸發DMA事件，有數據，觸發DMA事件，有數據，觸發DMA事件... ... ...這個過程是全自動的，不需要我們參與，DMA自動把數據接收了，存進uart4Rx[]裏。
3. 整條命令接收完成，觸發空閒中斷，執行行HAL_UART_IdleCpltCallback()，函數裏，處理接收到的數據， __HAL_DMA_DISABLE()關閉DMA，關閉DMA會引起DMA計數重載，且觸發DMA Complete 中斷，中斷服務例程會執行HAL_UART_IdleCpltCallback()，函數裏，使能DMA，準備接收下一條命令。
重新編譯，燒錄，運行便可；
返回的第1個字節，長度高位 0x00，返回的第2個字節，長度低位 0x0B，0x000B = 11，我們發的，正好11字節；
後面緊跟着 11 22 33 44 55 66 77 88 ff ff 99，就是發送區發的數據。
STM32收到的數據，是這樣處理的。
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenHi, 1, 1000); // 發送長度高位
HAL_UART_Transmit(huart, &RxLenlo, 1, 1000); // 發送長度低位
HAL_UART_Transmit(huart, uart4Rx, uart4RxLength, 1000); // 發送接收到的數據
等等！這樣有沒有感覺超麻煩？有沒有一種簡單的方法，像C語言的printf，直接在串口調試助手輸出字符串呢？
請看下一篇《STM32 Uart 實現printf函數》。
整個工程及代碼呢，請上百度網盤上下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/19usUcgZPX8cCRTKt_NPcfg
密碼：07on
文件夾：\Stm32CubeMx\Code\UartRx_Any.rar
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