前言

在嵌入式系統(tǒng)中，串口通信是一項關(guān)鍵的任務(wù)，而使用DMA（直接內(nèi)存訪問）結(jié)合IDLE中斷進(jìn)行串口編程，尤其是在STM32 CubeMX環(huán)境中，能夠提高系統(tǒng)的效率和性能。STM32 CubeMX為STM32微控制器提供了圖形化的配置工具，可以簡化初始化代碼的生成過程，使得串口編程變得更加容易。通過結(jié)合DMA和IDLE中斷，我們可以實現(xiàn)高效的異步串口通信，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，同時減輕CPU的負(fù)擔(dān)。

一、為什么要引入IDLE中斷

比如我們的stm32接了一個wifi模塊esp8266，esp8266會發(fā)來數(shù)據(jù)，假設(shè)我現(xiàn)在想去讀數(shù)據(jù)，我使用DMA方式讀數(shù)據(jù)，我不知道esp8266給我發(fā)多少數(shù)據(jù)，但是肯定不超過1024字節(jié)吧，然后我調(diào)用函數(shù)去讀，讀1024字節(jié)，如果他給我發(fā)了剛好1024字節(jié)，欸，那么就讀成功了。如果他發(fā)1000數(shù)據(jù)，而且這1000數(shù)據(jù)是完整的了，但DMA的中斷并不會調(diào)用，DMA中斷只會在接收到一半或者全部接收完才會調(diào)用。

我們?nèi)绾沃浪陌l(fā)的這些東西已經(jīng)完整了呢？
我們知道，當(dāng)串口發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，他必定有一個起始位，如果接收方在這一節(jié)數(shù)據(jù)之后，發(fā)現(xiàn)這個引腳一直沒有開始信號，在10bit的時間里發(fā)現(xiàn)對方都沒有數(shù)據(jù)，他就認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送完了，這時就會產(chǎn)生IDLE空閑中斷。

比如說對方發(fā)了1bit的數(shù)據(jù)，由于一些原因卡殼了，過了10bit的數(shù)據(jù)時間，這時就會調(diào)用IDLE中斷，可是數(shù)據(jù)并不完整啊。所以對于這種情況，IDLE中斷是無意義的。

注意：IDLE中斷用來傳輸大量數(shù)據(jù)的時候才有意義。

二、IDLE中斷使用方式

2.1 接收的三種情況

當(dāng)我們使用IDLE中斷來接收數(shù)據(jù)的時候，他完成會有三種情況

1. 第一種就是確實接收到了指定數(shù)據(jù)，調(diào)用的完成的回調(diào)函數(shù)（HAL_UART_RxCpltCallback被調(diào)用）
2. 第二種就是IDLE中斷調(diào)用了（HAL_UARTEx_RxEventCallback被調(diào)用）
3. 第三種就是有錯誤發(fā)生導(dǎo)致中斷（HAL_UART_ErrorCallback被調(diào)用）

2.2 函數(shù)的使用

查詢方式

我們可以使用下面這個函數(shù)進(jìn)行IDLE中斷的查詢方式進(jìn)行查詢：

HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint16_t *RxLen,
                                           uint32_t Timeout);

UART_HandleTypeDef *huart：
作用： 傳遞一個指向UART_HandleTypeDef結(jié)構(gòu)體的指針，該結(jié)構(gòu)體包含了UART的配置和狀態(tài)信息。
解釋： 這個參數(shù)用于標(biāo)識特定的UART外設(shè)，通過該參數(shù)，函數(shù)知道應(yīng)該對哪個UART進(jìn)行操作。

uint8_t *pData：
作用： 指向要接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針。
解釋： 這個參數(shù)指定了存儲接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。當(dāng)函數(shù)接收到指定數(shù)量的字節(jié)或達(dá)到超時條件時，接收到的數(shù)據(jù)將存儲在該緩沖區(qū)中。

uint16_t Size：
作用： 要接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。
解釋： 它定義了期望接收的字節(jié)數(shù)目。當(dāng)接收的字節(jié)數(shù)達(dá)到這個值時，函數(shù)將數(shù)據(jù)接收到空閑狀態(tài)（IDLE）。

uint16_t *RxLen：
作用： 指向用于存儲實際接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的指針。
解釋： 當(dāng)函數(shù)成功接收到數(shù)據(jù)時，它將更新此指針指向的變量，以反映實際接收到的字節(jié)數(shù)。這對于知道接收了多少數(shù)據(jù)很有用。

uint32_t Timeout：
作用： 接收數(shù)據(jù)的超時時間。
解釋： 定義了等待接收數(shù)據(jù)的最大時間。如果在超時時間內(nèi)未接收到指定數(shù)量的字節(jié)，函數(shù)將返回適當(dāng)?shù)腻e誤代碼。

如果有IDLE狀態(tài)，他放回HAL_OK

中斷方式

我們可以使用下面這種方式進(jìn)行IDLE中斷的接收：

HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

這個函數(shù)就是去使能接收中斷和IDLE中斷。
如果發(fā)生了IDLE中斷他會怎么做？
在串口1這里，IDLE中斷也屬于串口中斷

下面就是如果有IDLE中斷發(fā)生的代碼：如果發(fā)現(xiàn)了IDLE中斷，他會分兩種情況處理

如果你使用DMA：
取消DMA，調(diào)用下面這個：

傳入你收到了幾個字符。

如果你使用中斷：
禁止接收中斷，調(diào)用下面這個：

傳入你收到了幾個字符。

當(dāng)有IDLE中斷時，調(diào)用HAL_UARTEx_RxEventCallback表示有IDLE中斷了

DMA方式

我們可以使用下面這個函數(shù)進(jìn)行DMA+IDLE接收：

HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

當(dāng)他產(chǎn)生IDLE中斷后，他會調(diào)用HAL_UARTEx_RxEventCallback回調(diào)函數(shù)

分析一個問題

UART 的 IDLE 中斷何時發(fā)生？RxD 引腳一開始就是空閑的啊，難道 IDLE 中斷一直產(chǎn)生？
不是的。當(dāng)我們使能 IDLE 中斷后，它并不會立刻產(chǎn)生，而是：至少收到 1 個數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)
在一個字節(jié)的時間里，都沒有接收到新數(shù)據(jù)，才會產(chǎn)生 IDLE 中斷。

總結(jié)

串口編程對于嵌入式系統(tǒng)至關(guān)重要，而在STM32 CubeMX環(huán)境中，利用DMA和IDLE中斷的組合可以使串口通信更為高效。DMA允許數(shù)據(jù)在內(nèi)存和外設(shè)之間直接傳輸，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。IDLE中斷則使得在沒有數(shù)據(jù)傳輸時，系統(tǒng)能夠進(jìn)入低功耗狀態(tài)，進(jìn)一步降低功耗。通過這樣的串口編程方式，我們能夠在保證性能的同時，實現(xiàn)更加節(jié)能和可靠的嵌入式系統(tǒng)。在STM32 CubeMX的支持下，配置串口通信變得更加簡單，為嵌入式開發(fā)者提供了更高的開發(fā)效率。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-828513.html

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