STM32 DMA串口接收不定長數據

串口通信（UART）在通信當中尤其是在低速率佔用很重要的地位， 通信 速度雖然比不上SPI通信，但是由於其簡單，對通信雙方的時鐘要求不是很高，受到很廣泛的使用，很多嵌入式程序猿（媛） 都傾向於串口通信。

1. 串口發送

串口發送函數非常簡單，直接調用串口的API函數
void USART_SendData(USART_TypeDef USARTx, uint16_t Data);*
即可發送出去，舉個簡單的實例：

void Usart1_SendData(u8 *Str)     //Str存儲發送的數據
{
  u8 i=0;
  while(Str[i]!=0)
  {
    USART_SendData(USART1,Str[i]);
    while(!USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE));
    i++;
  }
}

  上面的函數存在一個問題，當數據當中有0x00字節 時，就會跳出while循環，停止發送數據，所以存在bug，需要進行改良。

  很多朋友會問無緣無故爲啥會發0x00字節呢？這是因爲在項目中，尤其是一些協議通訊，經常會遇到0x00 ，代表數據正常 或者一定的含義 ，如果還是調用上面的函數，就會出現發送不完整的情況。

  所以要發送完全，就要加上數據的長度dateLength ，這樣就萬無一失了。

void Usart3_SendData(u8 *Str,u8 Datalength)
{
  u8 i=0;
  while(i<Datalength)
  {
    USART_SendData(USART3,Str[i]);
    while(!USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TXE));
    i++;
  }
}

  當然如果爲了減少CPU的壓力，可以使用DMA去發送數據。
  思路是：首先設置DMA的Counter值=數據長度，然後啓動DMA流，就開始發送了。可以設置DMA發送完成中斷，也可以無需設置，最後判斷一下串口是否發送完成即可。

void UART1_SentMsgL(unsigned char *data, u16 cnt)
{
  u16 i;
  USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);       //清除UART1發送完成標誌位
  for(i=0;i<cnt;i++)
    USART_TX_BUF[i]=data[i];
  DMA_SetCurrDataCounter(DMA2_Stream7, cnt);
  DMA_ITConfig(DMA2_Stream7 , DMA_IT_TC , ENABLE);
  DMA_Cmd(DMA2_Stream7, ENABLE);
  while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)!=1);  //發送完成退出
}

2. 串口接收

  串口接收，個人覺得比發送要難，因爲涉及到中斷，還要判斷什麼時候接收完成，相當於處於被動的地位，無法掌控對數據的操作。

  最基本的接收方式就是：串口接收中斷置位，USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE）=SET
  則利用串口接收函數接收字符，
Res =USART_ReceiveData(USART1);
  然後就可以存儲到字符串當中，關鍵的方式就是，如何判斷接收完成。然後進行處理。

  最常見的串口接收函數應該就是正點原子的接收函數，很經典，也很方便，直接拿來就用，是根據最後的結束標誌位（0x0D 0x0A） 來判斷一幀數據接收完成的。

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中斷服務程序
{
	u8 Res;
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾)
	{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//讀取接收到的數據
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
		{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
			{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯誤,重新開始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
			}
			else //還沒收到0X0D
			{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
				{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數據錯誤,重新開始接收	  
				}		 
			}
		}   		 
  } 

  我自己也寫過一個簡單版的，附在下面，也比較清晰一點。（使用0x0A做結尾或者接收達到上限）

void USART2_IRQHandler()
{
	u8 TempData;
	if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)!=RESET)
	{
		TempData = USART_ReceiveData(USART2);
		if((TempData == 0X0A)||(RX_Index == RX_Num))
		{
			ReceiveFlag = 1;
		}
		else
		{
			RX_Buffer[RX_Index++] = TempData;
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);
	}
}

  上面的函數存在一個問題是（正點原子例程），通信的幀數據必須以0x0D 0x0A爲結尾，否則會出現無法判斷接收完成的情況。

  所以這樣就引出一個問題，如何接收任意的數據呢？即不定長而且不以任何特定的字符爲結尾的數據。

  在數據通信完成之後，串口就會出現空閒的狀態，是否可以根據這樣的狀態來判斷數據接收完成呢，答案當然是可以的。

  串口中提供了一個可以獲取串口是否空閒的函數：
USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_IDLE)；
根據這樣的一個函數就可以判斷串口是否空閒，從而來判斷數據幀是否結束。

  當然如果直接採用中斷的話，對CPU的佔用率比較大，採用DMA接收串口的數據的話，可以有效緩解CPU的壓力。

  設計思路是：先開啓串口接收中斷，當接收開始時，這是開啓DMA接收，當接收完成之後，進入空閒中斷，此時判斷幀結束，數據接收完成。

  所以這樣一個串口接收函數就新鮮出爐了：

void USART3_IRQHandler(void)                	//串口3中斷服務程序
{
	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //通過接收中斷來開啓DMA接收
	{
      USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE);
      USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,DISABLE);
	  USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,ENABLE);
	  DMA_Cmd(DMA1_Stream1,ENABLE);
  }
  else if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_IDLE)!=RESET)//再通過空閒中斷來判斷數據幀結束。
  {
       USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_IDLE);
	   Usart3_DataLength=RXNum-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Stream1);   //DMA  Counter可以判斷接收到多少個字節。
	   DMA_Cmd(DMA1_Stream1,DISABLE);
	   USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	   USART_ITConfig(USART3,USART_IT_IDLE,DISABLE);
       Usart_RecFlag=1;                     //接收完成標誌位
  }
} 

  還有一種思路是，不使用串口空閒來判斷，而是通過定時器來實現，如果一定時間內沒有數據接收，則認爲接收完成，通常時間設置的是5ms。

  同樣使用DMA來接收，DMA是循環模式，通過DMACounter的值來判斷是否開始接收和接收完成。
  DMAcounter值指示的待發送或者接收到的數據量，如果完成，則Counter值變爲0。

oid UART1Poll()
{
  unsigned short dmacnt;
  dmacnt=DMA_GetCurrDataCounter(DMA2_Stream5);
  if(USARTRecStartFlag==0)
  {
    if(dmacnt==USART_LEN);   //如果發生變化，則數據通信開始，
    else 
    {
      USARTRecStartFlag=1;
      TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);
      USARTDataInTime = Systemtime;     // 記下時間
    }
  }
  else                           //開始接收數據，
  {
    if(dmacnt==DMALastCnt)
    {
      USARTCurrTime = Systemtime;   
      if(USARTCurrTime-USARTDataInTime>5)//時間片5*1ms   超過一定時間，則認爲接收完成
      {
        USART_FrameFlag=1;
        DMALastCnt=USART_LEN;
        USART_Len = USART_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA2_Stream5);
        USARTRecStartFlag=0;  
        DMA_Cmd(DMA2_Stream5,DISABLE); //停止使能 才能修改計數器 
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA2_Stream5, USART_LEN);
        DMA_Cmd(DMA2_Stream5,ENABLE); //停止使能 才能修改計數器 
        TIM_Cmd(TIM5,DISABLE);
        TIM_SetCounter(TIM5,0); 
      }    
    }
    else 
    {
       DMALastCnt=dmacnt;
      USARTDataInTime = Systemtime;     //GetSystemtime();        // Systemtime;
    }   
  } 
}

void TIM5_IRQHandler(void)  //1000HZ     定時器計時。
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
    Systemtime++;
    // led output
    if(Systemtime == 1000)
    {  
       Systemtime = 0;  
    }
  }
  TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update);
}

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