STM32 串口 DMA 接收不定长数据的一种方法

1. 前言

使用串口接收不定长数据时，可以有多种方法，比如最常见的有额外使能一个定时器，在超过定时范围未收到后续的字节时，认为此帧结束；或者利用 IDLE 中断，当数据空闲时，自动产生中断；亦或每接收到一个字节后都通过应用程序进行一次处理。这次我们介绍另外一种方法，在 DMA 方式下利用硬件接收超时中断（Receiver timeout interrupt）实现不定长数据的接收。

2. 实现原理

首先，并非所有的 STM32 系列的 MCU，也并非所有的 USART/UART 外设都支持Receiver timeout （RTO）特性，具体的支持情况，可以通过对应芯片的参考手册去查询。

对于 MCU 的配置，可以通过 USART_RTOR 寄存器的 RTOEN 位使能接收超时功能，通过 RTO 位域配置超时时间，时间单位为传输一个数据位的时间（即波特率）。
接收超时在停止位设置不同的情况下，计时的起始位置不同：

如果 stop = ’ 00 '或 stop = ’ 11 '，从停止位的末尾开始。
如果 stop = ’ 10 '，则从第二个停止位的末尾开始。
如果 stop = ’ 01 '，则从停止位的起始开始。

当计数超过 RTO 位域的设定值时，且使能了 RTOIE 位，就会产生一个错误中断，此时我
们就可以认为此帧结束，进而进行处理。

3. 应用示例

HAL 库已经为我们提供了操作 RTO 相关的 API，应用开发过程，我们直接调用即可。

void HAL_UART_ReceiverTimeout_Config(UART_HandleTypeDef *huart, uint32_t 
TimeoutValue);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_EnableReceiverTimeout(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DisableReceiverTimeout(UART_HandleTypeDef *huart);

我们以 STM32U575ZIT6 为例，配置一个测试工程。

系统时钟配置为 160MHz
配置 USART1 为 Asynchrones，管脚配置为 PA9，PA10
USART1 参数：115200bits/s，8bit，None，1Stop
使能 USART1 中断
配置 USART1_RX GPDMA

在这里插入图片描述

生成工程后，配置超时时间，使能接收超时功能，使能串口的 DMA 接收，处理串口的错误回调函数（接收超时后，HAL 库中经 HAL_UART_ErrorCallback()回调）。

/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_UART_ReceiverTimeout_Config(&huart1, huart1.Init.BaudRate/100); //10ms BaudRate = 115200HAL_UART_EnableReceiverTimeout(&huart1);HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart_RcvBuf, MAX_UART_RCV_LEN);/* USER CODE END 2 */

#define MAX_UART_RCV_LEN 10 //config the max receive data length
uint8_t Uart_RcvBuf[MAX_UART_RCV_LEN];
uint16_t Uart_RcvLen;
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart == &huart1){/* Check if DMA mode is enabled in UART */if (HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR)){ if((huart->ErrorCode & HAL_UART_ERROR_RTO) == HAL_UART_ERROR_RTO){uint16_t nb_remaining_rx_data = (uint16_t) __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart->hdmarx);Uart_RcvLen = MAX_UART_RCV_LEN - nb_remaining_rx_data;}HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart_RcvBuf, MAX_UART_RCV_LEN);}}
}