STM32串口收发
STM32的串口接收和发送方式都有三种情况，即轮询、中断和DMA，俩俩组合便有9种可能的组合。
下面挑出其中三种收发方式进行研究，以及优缺点比较。
一、中断接收、轮询发送，无缓存模式
1.1 原理
当串口上有字节传送过来的时候，便会产生中断，即每个字节过来会产生一次串口接收中断。当有空闲中断产生的时候，认为一帧数据发送和存储完毕，置一个标志量到main函数中处理。适用于数据交互不太频繁的场合，因为平凡的串口数据发过来，会导致还没来得及处理的数据被新数据覆盖掉，产生丢帧的情况，这个是在实际项目中是不允许发生的，即使不处理数据，但也不希望丢数据。处理的流程如下图所示。
1.2 程序处理过程
/******************************缓存数组定义*************************************/
uint8_t RecData[RecDataLen] = {0}; //串口数据缓存数组
uint8_t *pIndex = RecData; //数组的头指针
uint8_t *pRead = RecData; //数组的读指针
uint8_t *pWrite = RecData; //数组的写指针
uint16_t RecLen = 0; //当前一帧的接收长度，当有空闲中断（IDLE）过来的时候判断
uint8_t DealwithFlag = 0; //一帧数据接收完成，外部处理的标志量/******************************STM32中断接收处理流程*************************************/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{/*****************************USART 1**********************************/if (huart->Instance == USART1){if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE) != RESET) //判断是否是接收中断{__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); //打开空闲中断*pWrite = (uint8_t)(huart1.Instance->DR&(uint8_t)0x00FF); //读取数据寄存器中的数据pWrite ++; //写指针地址自加1if ((pWrite - pIndex) > (RecDataLen - 2)) //如果接收的数据快满了，为了防止溢出出现不必要的{ //问题，如Hardfault等，直接将之前缓存的数据暴力清除掉pWrite = pIndex;memset(RecData, 0, RecDataLen);}__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE); //清中断标志位}if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET) //判断是否是空闲中断{__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); //关闭空闲中断DealwithFlag = 1; //外部处理的标志量置1RecLen = pWrite - pIndex; //计算接收一帧数据的长度pWrite = pIndex; //写指针复位__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1); //清中断标志位}}
}
二、中断接收、轮询发送，队列模式
2.1 原理
中断接收还是一个一个字节的接收方式，只不过在数据缓存上面改变了方式。这种缓存模式可以总结为先存储，后处理。存储空间为一个环形队列（环形数组，RingBuffer）。当写指针写到队尾会重头覆盖老数据，读指针也是一样，读到队尾之后会从头开始读取。只要缓存大小开的合适，主进程中处理方式得当，一般不会
出现读写指针打架导致的数据丢失。同时在数据入队的时候，会置队列忙碌标志量，主进程中看到这个标志量是暂缓数据处理的。
此方法参考了大彩串口屏的交互处理流程，适用于帧头帧尾固定的场合使用。
2.2 程序处理过程
/******************************STM32中断接收处理流程*************************************/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{/*****************************USART 1**********************************/if (huart->Instance == USART1){if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE) != RESET) //判断是否是接收中断{Que.queue_busy = 1; //队列忙碌，写数据中Queue_Push(&Que, (uint8_t)(huart1.Instance->DR&(uint8_t)0x00FF)); //后向入队Que.queue_busy = 0;__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE); //清中断标志位}}
}/******************************主进程处理*************************************/
void survice_queue(void)
{if (Que.queue_busy == 0) //队列是否忙碌{/* 获取数据，获取到帧头和帧尾返回最终的帧长度，如果超过FRAME_MAX_SIZE还没获取到帧尾，返回0结束掉*/RecCmdLen = Queue_find_cmd(&Que, buffer, FRAME_MAX_SIZE);}if (RecCmdLen > 8) //因为设计帧头和帧尾总共8字节，再加上数据长度至少是9个长度{// 获取指令的时候已经校验过帧头尾，所以这里直接处理数据for (uint8_t i = 0; i < RecCmdLen - 8; i ++){printf("%d ", buffer[4 + i]);}printf("\r\n");memset(buffer, 0, FRAME_MAX_SIZE);RecCmdLen = 0;}
}
2.3 实验验证
1、使用正点原子的串口助手，循环1毫秒发送数据
2、数据帧格式为AA AA 55 AA cmd FE FF FF FF
3、接收到完整的指令之后，打印cmd，cmd从1~60循环发送
4、计算循环发送的数据总大小，与接收cmd打印做对比，便可得知丢不丢包。
5、实验结果
发送：
一条帧总共发送9个字节，一共发送了2799个字节，也就是说发了2799 / 9 = 311帧数据
接收：
将接收数据拉成表格，满足要求。实际接收cmd数量311，与发送总帧数一样。
三、DMA接收、DMA发送，队列模式
3.1 原理
大致的接收处理过程与前俩种方式都一样，只不过这次所作的事情是将中断接收和轮询发送的时间给MCU解放出来了。接收使用
DMA+IDLE处理方式（DMA和空闲中断）。当空闲中断产生之后，1）先关闭DMA；2）将当前DMA缓存的长度求出来，再将对应长度的
数据入队；3）打开DMA接收。主进程中的数据处理流程与方法二一样，不再描述。
3.2 程序处理过程
/******************************STM32中断接收处理流程*************************************/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{/*****************************USART 2***************************/if (huart->Instance == USART2){if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2, UART_FLAG_IDLE) != RESET) //判断是否是空闲中断{HAL_UART_DMAStop(&huart2); //关闭DMARecLen = UART_DMA_MAX_RX_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart2_rx); //结算DMA接收长度uart_dev.busy = 1; //队列忙，写数据中fifo_write(&uart_dev, uart_dma_rx_buf, RecLen); //对应长度的数据后向入队uart_dev.busy = 0;__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2); //清除FlagHAL_UART_Receive_DMA(&huart2, uart_dma_rx_buf, sizeof(uart_dma_rx_buf)); //打开DMA}}
}
