Stm32使用串口空闲中断，基于队列来接收不定长、不定时数据

串口持续地接收不定长、不定时的数据，把每一帧数据缓存下来且灵活地利用内存空间，下面提供一种方式供参考。原理是利用串口空闲中断和DMA，每当对方发来一帧完整的数据后，串口接收开始空闲，触发中断，在中断处理中新建一个接收队列节点，把DMA缓存的数据copy到接收队列里。当需要的时候就从接收队列里提出数据。定期清理队列防止堆空间溢出。

话不多说，上代码。

定义数据结构：

/*USART接收队列*/

typedef struct _USART_REC_Queue

{

    u16 index;                          //序号

    char *buf;                          //链接的字符串

    struct _USART_REC_Queue*  next;     //链接到下一个节点

}USART_REC_Queue;

声明全局变量：

#define USART3_REC_len 320                       //单次最大接收数

extern u8 USART3_REC_buf[USART3_REC_len];        //用于DMA的临时数据中转

extern u16 USART3_REC_counter;                   //接收计数器

extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_head;   //接收队列固定头节点

extern USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_tail;   //始终指向最后一个节点

准备阶段：

在启动汇编文件里，把堆空间改大，防止接收一点点数据就内存溢出。

Heap_Size       EQU     0x00004000    //默认200字节，改大

实例化全局变量：

u8 USART3_REC_buf[] = {}; 

u16 USART3_REC_counter = ;

USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_head = NULL;

USART_REC_Queue* USART3_REC_Queue_tail = NULL;

初始化各个硬件，使能了串口接收空闲中断，串口接收DMA，为接收队列头节点分配内存空间：

void USART3_Init(u32 BaudRate)

{

    //初始化参数结构体

    GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;       //IO

    USART_InitTypeDef  USART_InitStruct;      //串口

    NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStruct;       //中断控制

    DMA_InitTypeDef    DMA_InitStruct;        //DMA

    /*全局指针初始化*/

    USART3_REC_Queue_head = USART_REC_Queue_Creat();  //构建串口3接收队列头节点

    USART3_REC_Queue_tail = USART3_REC_Queue_head;    //构建串口3接收队列尾节点

    //RCC使能

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);     //IO时钟

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);    //串口3时钟

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);        //DMA时钟

    //PB11 USART1_TXD

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出

    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);  

    //PB10 USART1_RXD

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入

    //GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

    //内嵌向量中断控制器初始化

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = ;//抢占优先级1

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = ;//子优先级1

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能IRQ通道

    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

    //USART初始化

    USART_InitStruct.USART_BaudRate = BaudRate;//波特率 一般9600

    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字节数据格式8位

    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位

    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶字节校验

    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制

    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式

    USART_Init(USART3, &USART_InitStruct);//初始化USART

    //USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中断

    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能总线空闲中断

    USART_Cmd(USART3, ENABLE);//使能串口 

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&USART3->DR); //读取哪一个寄存器

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)(&USART3_REC_buf);      //读取到的数据的存放地址

    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                  //指定外设为源地址

    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = USART3_REC_len;                  //数据存放区大小

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;    //外设寄存器地址是否偏移

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;             //数据存放地址是否偏移

    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //外设数据宽度8位

    DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;     //定义存储器数据宽度8位

    DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                       //正常操作模式

    DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                 //通道优先级

    DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                        //是否开启存储器到存储器模式

    DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStruct);                        //写入设置到DMA1通道  

    DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);                                  //使能DMA1通道 

    USART_DMACmd(USART3, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);                   //注意不要忘了使能串口的DMA功能

}

串口中断处理（核心）：

void USART3_IRQHandler(void)

{ 

    if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET)

    {

        char *buf_new;                  //新字符串

        USART_REC_Queue* queue_new;     //新队列节点               

        u16 len;

        USART3->DR;                                       //读取数据。注意：这句必须要，否则不能够清除中断标志位

        USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_IDLE);                  //清中断

        DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);                                 //关闭DMA1通道3

        len = USART3_REC_len - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);    //计算接收长度

        buf_new = (char *)malloc((len+) * sizeof(char));                //为新字符串分配内存，预留空间添加序号

        //if(buf_new == NULL)  GPIO_SetBits(LedPort, Led1);              //内存不够的提示

        queue_new = USART_REC_Queue_Creat();                             //为新队列节点分配内存

        //if(queue_new == NULL)  GPIO_SetBits(LedPort, Led2);            //内存不够的提示

        USART3_REC_counter ++;                                           //计数器加1

        queue_new->index = USART3_REC_counter;                           //新节点的序号

        sprintf(buf_new, "#%d:%s", USART3_REC_counter, USART3_REC_buf);  //复制缓存到新字符串并添加序号

        queue_new->buf = buf_new;                                        //新队列节点链接新字符串

        USART3_REC_Queue_tail->next = queue_new;                         //接收队列尾节点链接新的节点

        USART3_REC_Queue_tail = queue_new;                               //更新尾节点

        DMA1_Channel3->CNDTR = USART3_REC_len;                           //重置DMA1通道3缓存计数器

        DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);                                  //重开DMA1通道3

    }

}

创建与销毁接收队列节点：

USART_REC_Queue* USART_REC_Queue_Creat(void)

{

    USART_REC_Queue* p_temp = (USART_REC_Queue*)malloc(sizeof(USART_REC_Queue));

    if(p_temp == NULL)   return NULL;   

    memset(p_temp, , sizeof(USART_REC_Queue));

    //p_temp->next = NULL;

    return p_temp; 

}

void USART_REC_Queue_Delete(USART_TypeDef* USARTx)

{

    if(USARTx == USART3)

    {

        USART_REC_Queue* temp;

        temp = USART3_REC_Queue_head->next;

        if(temp == NULL || temp->next == NULL)   return;

        free(temp->buf);

        USART3_REC_Queue_head->next = temp->next;

        free(temp);

    } 

}

主函数里每隔5秒刷新显示接收队列的数据，并清理。

while()

{                        

    if(tim3_flag == )
    {
        tim3_flag = ;

        USART_REC_Queue_display(USART3);

        USART_REC_Queue_Delete(USART3);
    }

}

在OLED屏上显示接收队列里的数据：

void USART_REC_Queue_display(USART_TypeDef* USARTx)

{

    if(USARTx == USART3)

    {

        USART_REC_Queue* temp = USART3_REC_Queue_head->next;

        if(temp == NULL)   return;                                //队列还没生成则返回

        OLED_Clear();                                             //清屏

        OLED_ShowString(, , USART3_REC_Queue_head->next->buf);  //显示字符串

    }

}