代码收藏家技术教程 2023-08-15

使用环形队列和DMA空闲中断接收串口数据

环形队列+DMA空闲中断+接收串口数据

一.序言

本次实验利用环形队列+DMA空闲中断+串口。。通过这个实验可以非常深入的理解队列，DMA,串口的知识。如果你能自己实现掌握这个实验，那么你应该基本掌握了队列，DMA,串口的知识。

二.实验原理

本次使用的是用环形队列当缓冲器区接收串口数据。我们可以先区了解DMA的空闲中断。本次实验就是使用DMA空闲中断。这里就简单介绍一下，当串口接收到一帧数据后就会产生中断，那么如何判断数据是一帧呢？这里的判断机制就是，如果收到数据后，大概接收一个字节的时间，都没有接收到数据的话，就判断已经接收的数据是一帧。接收一帧数据后，串口就会产生空闲中断。同时DMA会把串口DR移位寄存器的值搬运到环形队列缓冲区。我们只需要在环形队列缓冲器拿数据即可。

三.实战是检验真理的唯一标准

仅仅通过理论，只能说你知道有这个东西，但是你可能并不会。下面我通过代码讲解也帮助深入理解理论。

3.1 usart1.c


void Usart1_Init(void)
{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	
  
	//USART1_TX   GPIOA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//³õÊ¼»¯GPIOA.9
   
  //USART1_RX	  GPIOA.10³õÊ¼»¯
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//
  //Usart1 NVIC ÅäÖÃ
 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=5 ;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//¸ù¾ÝÖ¸¶¨µÄ²ÎÊý³õÊ¼»¯VIC¼Ä´æÆ÷
  
  

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 
    //使能空闲中断
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE , ENABLE);
    //使能发送完成中断--通过串口发送数据
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC , ENABLE);
    USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx|USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);		

	DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
	//外设地址--串口1 的DR寄存器
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&USART1->DR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)Uart1_Rx_Buffer; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; 
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BSP_UART1_RX_SIZE; 
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;  
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
	//串口1的接收引脚为DAM1的通道5
	DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure)；
	DMA_Cmd (DMA1_Channel5,ENABLE); 
   //初始化环形队列
	Fifo_Init(&Uart1_Rx_Fifo,Uart1_Rx_Buffer,BSP_UART1_RX_SIZE);

3.2 串口中断

void USART1_IRQHandler(void)
{ 
 //加上volatile 关键字只是为了防止警告
	volatile uint32_t temp = 0;
	BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE)!= RESET)//¿ÕÏÐÖÐ¶Ï
	{
	    //根据数据量数据入队列
	    //DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); 通道5还剩下多少个数据应该传输。
	    //初始化的时候设置的通道5传输多少数据。
		Uart1_Rx_Fifo.in = BSP_UART1_RX_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);
	 //先读SR 再读DR 只是为了消除空闲中断标志位。手册上有说明
		temp = USART1->SR; 
		temp = USART1->DR;
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_IDLE);
	}

三.队列代码

代码可能看起来简单，但是不是那么容易理解。得自己慢慢体会，才能真正掌握，
而不是一昧的copy,不然出了问题也解决不了，自己代码水平也不能提高。

4.1 fifo.c

#include "sys.h"
#include "app_fifo.h"

//初始化
void Fifo_Init(FIFO_Type* fifo, uint8_t* buffer, uint16_t size)
{
	fifo->buffer = buffer;
	fifo->in = 0 ;
	fifo->out = 0;
	fifo->size = size;
}
//从队列中拿数据
uint16_t Fifo_Get(FIFO_Type* fifo, uint8_t* buffer, uint16_t len)
{
	uint16_t lenght;
	uint16_t in = fifo->in;	
	uint16_t i;
	lenght = (in + fifo->size - fifo->out)%fifo->size;
	if(lenght > len)
		lenght = len;
	for(i = 0; i < lenght; i++)
	{
		buffer[i] = fifo->buffer[(fifo->out + i)%fifo->size];
	}
	fifo->out = (fifo->out + lenght)%fifo->size;
	return lenght;
}

4.2 fifo.h

#ifndef	FIFO_H
#define	FIFO_H
#include "stm32f10x.h"
typedef struct {
	uint8_t* buffer;	
	uint16_t in;			
	uint16_t out;			
	uint16_t size;		
}FIFO_Type;

void Fifo_Init(FIFO_Type* fifo, uint8_t* buffer, uint16_t size);

uint16_t Fifo_Get(FIFO_Type* fifo, uint8_t* buffer, uint16_t len);

#endif