前言
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串口功能在单片机开发中,是比较常用的外设,熟练使用串口功能也是驱动开发必备的技能之一。
DMA
是一种CPU辅助手段,可以在CPU不参与的情况下,是做一些辅助CPU的事情,如通常的数据搬运。
在没有DMA之前,数据读取时,需要CPU的处理,在多任务处理时,增加资源紧缺(CPU调度);
引入DMA之后,数据可以直接先进入DMA中处理,然后通过相应的标志,在需要的时候去DMA拿去即可,这样就极大的减轻CPU负担,提高了CPU的利用效率,有更多的时间去处理其它的事情。 -
本文讲的即是利用
串口空闲(IDLE)中断 + DMA
的机制来处理接收的数据。关于空闲的概念我在之前文章模拟串口收发驱动(采用IDLE信号机制),做了提及和介绍,也是在这根据这个概念在模拟情况下也引入这一机制,极大的提高的处理效率。 -
本文是基于
GD32F330
芯片做的代码示范,其实STM32
或其他ARM
芯片也一样可以按照下面流程方式进行配置使用,都有实现过,故总结之。
正文(流程图 + 示例代码)
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-412582.html
在使用DMA
之前需要通过MCU手册了解到当前外设映射的所在DMA通道
;
上图为GD32F330
芯片的DMA
请求映射关系图,可以看到下面示例的USART0
接收(RX
)即映射到DMA _CH2
上面。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-412582.html
- 框架流程图
- 初始化配置
#define U1_RX_MAX_SIZE (150u)
unsigned char gb_uart1_rx_frame_flag = 0;//接收数据帧标志
unsigned char uart1_rx_buff[U1_RX_MAX_SIZE] = {0};//开辟的接收数据缓存区,按实际可能接收最大的数据长度来开辟即可。
/*
**串口1 GPIO初始化
*/
void gd32_uart1_gpio_init(void)
{
/* enable GPIO clock */
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
/* connect port to USART0 tx */
gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_9);
/* connect port to USART0 rx */
gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_10);
/* configure USART tx as alternate function push-pull */
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_9);
gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_9);
/* configure USART rx as alternate function push-pull */
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_10);
gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_10);
}
/*
**串口参数配置
*/
void gd32_uart1_cfg_init(unsigned int baudrate)
{
nvic_irq_enable(USART0_IRQn,0, 1);
/* enable USART clock */
rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
/* configure USART */
usart_deinit(USART0);
usart_baudrate_set(USART0, baudrate);
usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE);//打开串口接收功能
usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);//打开串口发送功能
usart_dma_receive_config(USART0, USART_DENR_ENABLE);//使能 DMA接收 功能
usart_enable(USART0);//使能串口
while (RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_IDLE))
;
usart_flag_clear(USART0, USART_FLAG_IDLE);//清除IDLE空闲标志,防止上电即误触发空闲。
usart_interrupt_enable(USART0, USART_INT_IDLE);//使能IDLE空闲中断
}
/*
**串口0 DMA(发送通道DMA_CH1,接收通道DMA_CH2)配置初始化
*/
void gd32_uart1_dma_init(void)
{
dma_parameter_struct dma_init_struct;
rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);
/* deinitialize DMA channel2 (USART0 rx) */
dma_deinit(DMA_CH2);
dma_struct_para_init(&dma_init_struct);
dma_init_struct.direction = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;//数据是外设到内存(缓存)
dma_init_struct.memory_addr = (uint32_t)uart1_rx_buff;//数据放置的内存(缓存)地址
dma_init_struct.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;//内存(缓存)地址增加开启
dma_init_struct.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_8BIT;//内存(缓存)数据宽度是8bit,即1字节的存储。
dma_init_struct.number = U1_RX_MAX_SIZE;//开辟的内存(缓存)的大小
dma_init_struct.periph_addr = (uint32_t)&USART_RDATA(USART0);//数据来源的外设地址(串口接收寄存器)
dma_init_struct.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;//禁止外设地址增加
dma_init_struct.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_8BIT;//外设宽度
dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_ULTRA_HIGH;//DMA动作优先级(最高)
dma_init(DMA_CH2, &dma_init_struct);
/* configure DMA mode */
dma_circulation_disable(DMA_CH2);//禁止DMA循环接收
dma_memory_to_memory_disable(DMA_CH2);//关闭内存到内存方式。
/* enable DMA channel2 */
dma_channel_enable(DMA_CH2);//使能DMA通道。
}
/*
**串口1初始化
*/
void gd32_uart1_init(void)
{
gd32_uart1_dma_init();
gd32_uart1_gpio_init();
gd32_uart1_cfg_init(115200);
}
/*
**DMA读取接收的数据长度
*/
unsigned int uart1_dma_read(void)
{
/*
dma_transfer_number_get(DMA_CH2);是获取当前指针计数值,
用内存缓冲区大小 - 此计数值 = 接收到的数据长度(这里单位为字节)。
需要说明下在读取数据长度的时候需要先把接收DMA关闭,读取完了或者是数据处理完了在打开接收DMA,防止在处理的过程中有数据到来而出错。
*/
return U1_RX_MAX_SIZE - (dma_transfer_number_get(DMA_CH2));
}
/*
**DMA重配置缓存大小,并使能DMA
*/
void uart1_dma_refcg(void)
{
dma_transfer_number_config(DMA_CH2, U1_RX_MAX_SIZE); //重载缓存大小
dma_channel_enable(DMA_CH2);
}
- 中断接收处理
void USART0_IRQHandler(void)
{
if(RESET != usart_interrupt_flag_get(USART0, USART_INT_FLAG_IDLE))
{
/* disable DMA and reconfigure */
dma_channel_disable(DMA_CH2); //关闭DMA,在没有读取该接收帧数据之前禁止DMA再接收数据。
/* number of data received */
gb_uart1_rx_frame_flag = 1;//接收数据帧标志置位
/* clear IDLE flag */
usart_interrupt_flag_clear(USART0, USART_INT_FLAG_IDLE);//
}
}
- 串口读缓存数据操作
/*
**串口读函数
*/
unsigned char *serial_read(const unsigned char port_num,unsigned int *const plen)
{
switch(port_num)
{
case 0:
if(gb_uart1_rx_frame_flag)
{
*plen = uart1_dma_read();//取数据长度
return uart1_rx_buff;//取数据指针
}
break;
case 1:
break;
defualt:
break;
}
*plen =0;
return NULL;
}
- 串口清缓存数据操作
/*
**串口缓存清除
*/
void serial_flush(const unsigned char port_num,unsigned int flush_sz)
{
switch(port_num)
{
case 0:
if(gb_uart1_rx_frame_flag)
{
for(unsigned int i=0;i<U1_RX_MAX_SIZE;i++)//U1_RX_MAX_SIZE<=flush_sz?U1_RX_MAX_SIZE:flush_sz
{
uart1_rx_buff[i]=0x00;//清除缓存
}
gb_uart1_rx_frame_flag=0;
uart1_dma_refcg();//重配置DMA
}
break;
case 1:
break;
default:
break;
}
}
- 调用
/*
**设备串口通信
*/
unsigned char dev_com_task(xxr_un *const rxd_me)
{
unsigned char ack_code = ACK_OK; //响应值
unsigned char shk_inf[13] = {0};
unsigned int dat_len = 0;
const unsigned char *p = com_seial_read(&dat_len); //读取串口数据
if (0 == dat_len || NULL == p)
return 0; /*数据为空,直接返回*/
(MAX_PPT_RX_UDAT_LEN + 9) < dat_len ? dat_len = (MAX_PPT_RX_UDAT_LEN + 9) : 0;
for (unsigned short int i = 0; i < dat_len; i++)
{
rxd_me->buff[i] = *p++;
}
/*协议头判断*/
if (xx_dev_recv_msg_header_is(rxd_me->frame.sync_header))
goto __END_HANDLE;
/*负载长度信息错误*/
if (MAX_PPT_RX_UDAT_LEN < rxd_me->frame.len)
goto __END_HANDLE;
const unsigned char msg_ckv = (xx_msg_chksum(&rxd_me->buff[0], 8) + xx_msg_chksum(&rxd_me->frame.udat[0], rxd_me->frame.len)) & 0xFF;
if (rxd_me->frame.chksum != msg_ckv)
goto __END_HANDLE; /*非协议帧数据,直接结束处理*/
switch (rxd_me->frame.cmd)
{
case EQ_SHK_SET_CMD: /*设备握手指令*/
if (rxd_me->frame.udat[0] & 0x1)
{
/*SET THE COM IS CNNING STATUS*/
dev_com_status_set(CNN_STATE);
/*BATT VOLTAGE INFO*/
union
{
float volt;
struct
{
unsigned char dat[4];
};
} batt;
batt.volt = BATT_VOLTAGE_CONVERT(gb_adc_value) + 0.7F;
shk_inf[12] = batt.dat[0];
shk_inf[11] = batt.dat[1];
shk_inf[10] = batt.dat[2];
shk_inf[9] = batt.dat[3];
/*GET SN INFO*/
dev_sn_code_read_from_flash(&shk_inf[4], DEV_SN_INF_LEN); //读取设备SN码
/*GET VERSION INFO*/
// V01.00.13
shk_inf[3] = *(volatile unsigned int *)(GD32_FLASH_APP_FILE_INF_START_ADDR + 0x0A); // 13
shk_inf[2] = *(volatile unsigned int *)(GD32_FLASH_APP_FILE_INF_START_ADDR + 0x09); // 00
shk_inf[1] = *(volatile unsigned int *)(GD32_FLASH_APP_FILE_INF_START_ADDR + 0x08); // 01
/*OK*/
shk_inf[0] = 0x80; /*回复标志*/
xx_dev_msg_make_and_send(rxd_me->frame.cmd, sizeof(shk_inf), (unsigned char *)&shk_inf[0], serial_write);
goto __END_HANDLE;
}
else
{
dev_com_status_set(DISCNN_STATE);
goto __ACK_HANDLE;
}
break;
default:
goto __END_HANDLE;
}
__ACK_HANDLE: //设备回应
xx_dev_msg_make_and_send(rxd_me->frame.cmd, sizeof(ack_code), &ack_code, serial_write);
__END_HANDLE: //清除串口接收数据缓存
serial_flush(0);
dat_len = 0;
return 0;
}
到了这里,关于GD32实现串口空闲(IDLE)中断 + DMA机制接收数据的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!