[嵌入式]复旦微FM33LE0x单片机之串口DMA接收

一、简介

??本例程以FM33LE026为例，已经过验证，其他型号不保证适用。
??FM33LE0xx集成了多种不同类型的UART（LPUART），其差异如下表所示：

??根据表格信息可知，FM33LE0xx不支持串口空闲中断，同时DMA中断只能通过溢出中断读取，看起来无法实现不定长数据接收。再回去仔细阅读手册，其中关于接收超时的描述如下：

??针对 MODBUS 等时间敏感型应用，设计了接超时机制。当使能 RXTOEN 寄存器后，超时计数器以波特率时钟计数，当每次收到一个完整的数据帧，将清零超时计数器并重新开始计数。超时溢出的上限值可以由软件配置，最大 255 波特。
??注： UART4 和 UART5 不支持接收超时功能。

??根据以上描述，通过串口的超时中断结合DMA搬运是否能够实现不定长数据接收，下面进行功能验证。

二、验证

??基于FL库，以UART0为例：

#define     UART0_BAUDRATE			115200
#define     UART0_DMA_MAX_LEN		128

uint8_t uart0_dma_buf[UART0_DMA_MAX_LEN] = {0};

static void uart0_gpio_init(void)
{
    FL_GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStruct;
    FL_UART_InitTypeDef    UART0_InitStruct;
   
    /* PA2 RXD, PA3 TXD */ 
    GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_2 | FL_GPIO_PIN_3;
    GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
    GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
    GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
    GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;
    FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    UART0_InitStruct.clockSrc = FL_RCC_UART0_CLK_SOURCE_APB1CLK;
    UART0_InitStruct.baudRate = UART0_BAUDRATE;
    UART0_InitStruct.dataWidth = FL_UART_DATA_WIDTH_8B;
    UART0_InitStruct.stopBits = FL_UART_STOP_BIT_WIDTH_1B;
    UART0_InitStruct.parity = FL_UART_PARITY_NONE;
    UART0_InitStruct.transferDirection = FL_UART_DIRECTION_TX_RX;
    FL_UART_Init(UART0, &UART0_InitStruct);   
}

static void uart0_dma_init(void)
{
    FL_DMA_InitTypeDef      DMAInitStruct;
    FL_DMA_ConfigTypeDef    DMA_ConfigStruct = {0};

    DMAInitStruct.periphAddress        = FL_DMA_PERIPHERAL_FUNCTION1;
    DMAInitStruct.direction            = FL_DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_RAM;
    DMAInitStruct.memoryAddressIncMode = FL_DMA_MEMORY_INC_MODE_INCREASE;
    DMAInitStruct.flashAddressIncMode  = FL_DMA_CH7_FLASH_INC_MODE_INCREASE;
    DMAInitStruct.dataSize             = FL_DMA_BANDWIDTH_8B;
    DMAInitStruct.priority             = FL_DMA_PRIORITY_HIGH;
    DMAInitStruct.circMode             = FL_DISABLE;
    FL_DMA_Init(DMA, &DMAInitStruct, FL_DMA_CHANNEL_1);			// uart0_rx dma通道
      
    DMA_ConfigStruct.memoryAddress = (uint32_t)uart0_dma_buf;   // 映射dma缓存地址
    DMA_ConfigStruct.transmissionCount = UART0_DMA_MAX_LEN- 1; 	// dma搬运长度
    FL_DMA_StartTransmission(DMA, &DMA_ConfigStruct, FL_DMA_CHANNEL_1);
    
    FL_DMA_Enable(DMA);
}

static void uart0_nvic_init(void)
{
    FL_NVIC_ConfigTypeDef   NVICConfigStruct;
    
    FL_UART_WriteRXTimeout(UART0, 30);          // 设置接收超时时长
    FL_UART_EnableRXTimeout(UART0);             // 使能接收超时
       
    NVICConfigStruct.preemptPriority = 2;
    FL_NVIC_Init(&NVICConfigStruct, UART0_IRQn);    // 开启uart0中断   
    
    FL_UART_ClearFlag_RXBuffTimeout(UART0);  	// 清接收超时中断
    FL_UART_EnableIT_RXTimeout(UART0);       	// 使能接收超时中断
}

void uart0_init(void)
{
    uart0_gpio_init();
    uart0_dma_init();
    uart0_nvic_init();
}

static void uart0_dma_deinit(void)
{
    FL_DMA_WriteMemoryAddress(DMA, (uint32_t)uart0_dma_buf, FL_DMA_CHANNEL_1);   // 重置dma缓存指针
}

void UART0_IRQHandler(void)
{
    uint16_t len;
    
    /* 接收超时中断 */
    if((FL_ENABLE == FL_UART_IsEnabledIT_RXTimeout(UART0)) \
      && (FL_SET == FL_UART_IsActiveFlag_RXBuffTimeout(UART0)))
    {
        len = FL_DMA_ReadMemoryAddress(DMA, FL_DMA_CHANNEL_1) - (uint32_t)uart0_dma_buf;  // 计算dma长度
        // data push queue;
        memset(uart0_dma_buf, 0, UART0_DMA_MAX_LEN);
        
        /* restart dma */
        FL_DMA_DisableChannel(DMA, FL_DMA_CHANNEL_1);      
        uart0_dma_deinit();
        FL_DMA_EnableChannel(DMA, FL_DMA_CHANNEL_1);
        
        FL_UART_ClearFlag_RXBuffTimeout(UART0);   // clear it flag
    }
}

三、总结

??经过验证，通过串口超时中断结合DMA搬运可以实现串口不定长数据搬运。需要注意的是：

1. DMA搬运映射缓存的长度定义需大于最长数据帧；
2. 触发超时时间需小于数据帧间隔时间；
3. 进入超时中断后只需将数据和接收长度一起入队即可；

??在实际测试中，UART0可以实现DMA搬运。而UART1在实测中其他中断向量不断置位，导致无法正常搬运，经分析可能是芯片bug或者外设对总线的异常操作引起，将在后续测试中继续验证。