历程详解

详解包括：

中断原理讲解

例程流程详解

库函数分析详解

对应寄存器介绍

对应函数介绍

对应注释详解

本篇文章提供两种方法：

一种是 ：IDLE 接收空闲中断+DMA

一种是： IDLE 接收空闲中断+RXNE接收数据中断

都可完成串口数据的收发

知识点介绍：

STM32 IDLE 接收空闲中断

功能：

在使用串口接受字符串时，可以使用空闲中断(IDLEIE置1，即可使能空闲中断)，这样在接收完一个字符串，进入空闲状态时(IDLE置1)便会激发一个空闲中断。在中断处理函数，我们可以解析这个字符串。

接受完一帧数据，触发中断

STM32的IDLE的中断产生条件：

在串口无数据接收的情况下，不会产生，当清除IDLE标志位后，必须有接收到第一个数据后，才开始触发，一但接收的数据断流，没有接收到数据，即产生IDLE中断

STM32 RXNE接收数据中断

功能：

当串口接收到一个bit的数据时，(读取到一个停止位) 便会触发 RXNE接收数据中断

接受到一个字节的数据，触发中断

比如给上位机给单片机一次性发送了8个字节，就会产生8次RXNE中断，1次IDLE中断。

串口CR1寄存器

对bit4写1开启IDLE接受空闲中断

,对bit5写1开启RXNE接收数据中断。

串口ISR寄存器

此寄存器为串口状态查询寄存器

当串口接收到数据时，bit5 RXNE就会自动变成1，当接收完一帧数据后，bit4就会变成1.

清除RXNE中断标志位的方法为：

只要把接收到的一个字节读出来，就会清除这个中断

在STM32F1 /STM32F4 系列中 清除IDLE中断标志位的方法为：

先读SR寄存器，

再读DR寄存器。

memset()函数

extern void *memset(void *buffer, int c, int count)

buffer：为指针或是数组

c：是赋给buffer的值

count：是buffer的长度.

USART采用DMA接收时，如何读取当前接收字节数？

#define __HAL_DMA_GET_COUNTER(__HANDLE__) ((__HANDLE__)->Instance->CNDTR);

DMA接收时该宏将返回当前接收空间剩余字节

实际接受的字节= 预先定义的接收总字节 - __HAL_DMA_GET_COUNTER()

其本质就是读取NTDR寄存器，DMA通道结构体中定义了NDTR寄存器，读取该寄存器即可得到未传输的数据数呢，

NTDR寄存器

实现方法：

两种利用串口IDLE空闲中断的方式接收一帧数据，方法如下:

方法1：实现思路：采用STM32F103的串口1，并配置成空闲中断IDLE模式且使能DMA接收，并同时设置接收缓冲区和初始化DMA。那么初始化完成之后，当外部给单片机发送数据的时候，假设这次接受的数据长度是200个字节，那么在单片机接收到一个字节的时候并不会产生串口中断，而是DMA在后台把数据默默地搬运到你指定的缓冲区数组里面。当整帧数据发送完毕之后串口才会产生一次中断，此时可以利用__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);函数计算出当前DMA接收存储空间剩余字节

本次的数据接受长度=预先定义的接收总字节-接收存储空间剩余字节

比方说 本次串口接受200个字节，

HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,200);//打开DMA接收

然后我发送了 Zxiaoxuan 9个字节的数据长度

那么此时 GET_COUNTER函数读出来 接收存储空间剩余字节 就是191个字节

实际接受的字节(9) = 预先定义的接收总字节(200) - __HAL_DMA_GET_COUNTER()(191)

9 = 200-191

应用对象：适用于各种串口相关的通信协议，如：MODBUS，PPI ；还有类似于GPS数据接收解析，串口WIFI的数据接收等，都是很好的应用对象。

方法2：实现思路：直接利用stm32的RXNE和IDLE中断进行接收不定字节数据。 每次接收到一个字节的数据，触发RXNE中断 将该字节数据存放到数组里，传输完成之后，触发一次IDLE中断，对已经获取到的数据进行处理

例程1

本例程功能：

使用DMA+串口接受空闲中断 实现将接收的数据完整发送到上位机的功能

接收数据的流程：

首先在初始化的时候打开DMA接收，当MCU通过USART接收外部发来的数据时，在进行第①②③步的时候，DMA直接将接收到的数据写入缓存rx_buffer[100] //接收数据缓存数组，程序此时也不会进入接收中断，在软件上无需做任何事情，要在初始化配置的时候设置好配置就可以了。

数据接收完成的流程：

当数据接收完成之后产生接收空闲中断④

在中断服务函数中做这几件事：

判断是否为IDLE接受空闲中断

在中断服务函数中将接收完成标志位置1

关闭DMA防止在处理数据时候接收数据，产生干扰。

计算出接收缓存中的数据长度，清除中断位，

while循环 主程序流程：

主程序中检测到接收完成标志被置1

进入数据处理程序，现将接收完成标志位置0，

将接收到的数据重新发送到上位机

重新设置DMA下次要接收的数据字节数，使能DMA进入接收数据状态。

例程代码：

uart.c

volatile uint8_t rx_len = 0;  //接收一帧数据的长度

volatile uint8_t recv_end_flag = 0; //一帧数据接收完成标志

uint8_t rx_buffer[100]={0};  //接收数据缓存数组

void MX_USART1_UART_Init(void)

{

huart1.Instance = USART1;

huart1.Init.BaudRate = 115200;

huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;

huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;

huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;

huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;

huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;

huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;

if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

//下方为自己添加的代码

__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); //使能IDLE中断

//DMA接收函数，此句一定要加，不加接收不到第一次传进来的实数据，是空的，且此时接收到的数据长度为缓存器的数据长度

HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,BUFFER_SIZE);

}

uart.h

extern UART_HandleTypeDef huart1;

extern DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

extern DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_tx;

/* USER CODE BEGIN Private defines */

#define BUFFER_SIZE  100

extern  volatile uint8_t rx_len ;  //接收一帧数据的长度

extern volatile uint8_t recv_end_flag; //一帧数据接收完成标志

extern uint8_t rx_buffer[100];  //接收数据缓存数组

main.c

/*

*********************************************************************************************************

* 函 数 名: DMA_Usart_Send

* 功能说明: 串口发送功能函数

* 形  参: buf，len

* 返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

void DMA_Usart_Send(uint8_t *buf,uint8_t len)//串口发送封装

{

if(HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, buf,len)!= HAL_OK)   //判断是否发送正常，如果出现异常则进入异常中断函数

{

Error_Handler();

}

}

/*

*********************************************************************************************************

* 函 数 名: DMA_Usart1_Read

* 功能说明: 串口接收功能函数

* 形  参: Data,len

* 返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

void DMA_Usart1_Read(uint8_t *Data,uint8_t len)//串口接收封装

{

HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Data,len);//重新打开DMA接收

}

while循环

while (1)

{

/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

if(recv_end_flag == 1)  //接收完成标志

{

DMA_Usart_Send(rx_buffer, rx_len);

rx_len = 0;//清除计数

recv_end_flag = 0;//清除接收结束标志位

//

for(uint8_t i=0;i

//

{

//

rx_buffer[i]=0;//清接收缓存

//

}

memset(rx_buffer,0,rx_len);

}

HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,BUFFER_SIZE);//重新打开DMA接收

}

stm32f1xx_it.c中

#include "usart.h"

void USART1_IRQHandler(void)

{

uint32_t tmp_flag = 0;

uint32_t temp;

tmp_flag =__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); //获取IDLE标志位

if((tmp_flag != RESET))//idle标志被置位

{

__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除标志位

//temp = huart1.Instance->SR;  //清除状态寄存器SR,读取SR寄存器可以实现清除SR寄存器的功能

//temp = huart1.Instance->DR; //读取数据寄存器中的数据

//这两句和上面那句等效

HAL_UART_DMAStop(&huart1); //  停止DMA传输，防止

temp  =  __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);// 获取DMA中未传输的数据个数

//temp  = hdma_usart1_rx.Instance->NDTR;// 读取NDTR寄存器，获取DMA中未传输的数据个数，

rx_len =  BUFFER_SIZE - temp; //总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个数

recv_end_flag = 1;

// 接受完成标志位置1

}

HAL_UART_IRQHandler(&huart1);

}

注释详解：

注释1：

temp = UartHandle.Instance->SR;  //清除状态寄存器SR,读取SR寄存器可以实现清除SR寄存器的功能

temp = UartHandle.Instance->DR; //读取数据寄存器中的数据

这两句被屏蔽的原因是它们实现的功能和这下面串口IDLE状态寄存器SR标志位清零的宏定义实现的功能是一样的：

__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除标志位

我们可以点击这个宏定义进去看看，它实现的功能和上面两句是一样的：

#define __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(HANDLE) __HAL_UART_CLEAR_PEFLAG(HANDLE)

注释2：

temp  = hdma_usart1_rx.Instance->NDTR;// 获取DMA中未传输的数据个数，NDTR寄存器分析见下面

同理， 这句被屏蔽的原因是因为他和上面的__HAL_DMA_GET_COUNTER的作用也是一样的，都可以获取DMA中未传输的数据个数

测试正常：

此程序可以进

关键字：

STM32

HAL

CubeMX

串口

IDLE接收

空闲中断

DMA

编辑：什么鱼 引用地址：

http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic507322.html

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