串口工作在DMA模式下有时接收异常 前言 客户反馈在使用STM32F205的串口工作在DMA模式时,有时能够接收数据,有时完全没有数据,但如果换成中断模式来接收又能100%正常收到数据。 一 复现现象. v: r: P4 w' H, p 问题背景 与客户沟通,客户使用的是STM32F2标准库V1.1.0,串口波特率为1.408Mbps,不经过串口RS232,直接连接主CPU和从MCU(STM32F205)的串口发送和接收引脚,如下图所示: 9 ~/ K# i6 |" @- K4 v3 b& e 尝试重现问题: I1 a2 Z6 G8 N% [8 p- ~- X/ T+ d: D 由于客户使用的是主从架构,实验采用两块STM3220G-EVAL评估板来重现现象。一块用来不间断发送串口数据,另一块采用串口DMA进行接收,直接通过杜邦线连接串口PIN脚并共地,不使用评估板上的RS232收发器。接收端使用STM32F2xx_StdPeriph_Examples\ USART\USART_TwoBoards的示例代码。代码片段如下: ' ^ A1 J2 f) c0 E3 T0 c t' P- ~; j8 O: O9 F9 T. L% f% w% G % h5 m0 c+ G* t$ W/ t, P, i ; Y# ?! H! E7 j" ~3 r9 v- j3 a; G7 _ USART_Config()函数如下: ) ]( [! a' m M1 [ 3 C$ v1 Q6 {1 n ) O; R0 k( N- m2 s1 g* y 按如上代码,有如下现象: 1 代码不做修改,若先启动接收端MCU再启动发送端MCU,接收端MCU的串口能正常接收。 2代码不做修改,若先启动发送端MCU再启动接收端MCU,接收端MCU的串口100%接收异常。9 L. m* I! U$ M 3 修改发送端代码,改为发送端MCU串口每1秒间隔发送一次,则无论启动顺序如何,接收端MCU的串口都能正常。+ }& h/ V. w( z% l 二 程序分析4 M+ ^# ]# _! b* O* W" b 由上述代码可知,程序是先在USART_Config()函数函数内初始化串口并使能,然后再在接下来的main函数的while循环内初始化DMA并使能。这个是标准库内附带的示例代码,咋一看没什么问题,但仔细一想,针对用户的使用场景,这里就会产生一个问题:由于用户的主CPU有可能在从MCU启动之前就已经有可能启动,那么在这种情况下,在初始化完串口并使能后,到DMA使能之前这段时间内,若主CPU向从MCU发送串口数据,从MCU是否能正确接收?+ I: U- Y6 j2 {$ A0 z7 E1 {2 R : [- t o. K- H. z4 i* ^ 从上述测试代码的结果2可以得出,若在串口初始化并使能后到DMA使能之前有数据来,MCU是不能接收的,经进一步调试,发现此时数据寄存器USART_DR存在一个数据,且在状态寄存器USART_SR中ORE值1,由此可知,串口的接收寄存器中已经接收到一个数据,但是后面的数据又来了,由于数据寄存器中的数据没有及时转移走(此时DMA还没有开启),从而导致后面的数据无法存入,所以产生了上溢错误(ORE),而一旦产生上溢错误后,就无法再触发DAM请求,及时之后再启动DMA也不行,无法触发DMA请求就无法将数据寄存器内的数据及时转移走,如此陷入死锁,这就是串口无**常接收的原因。这时反观一下代码的结果3,这又将做如何解释?# n8 |# j( J+ v; s- f& M 8 X* s6 H1 F4 m* D 仔细查看测试结果3,发现这个发送端每1秒间隔发送一次,那么就会存在这个一个概率,这个发送的时间点是否刚好在接收端MCU的串口初始化并使能和DMA使能之间还是之后,这个时间窗口非常关键,如果刚好在时间窗,那么串口接收就不正常,如果在这个时间窗之后,串口接收就能正常。由于测试代码采用的是1秒间隔,对于MCU来说这个是非常大的时间长度,还是很小概率能碰中这个时间窗的,因此,测试结果看起来是都能正常,实际严格来说,还是存在刚好碰中的可能。如果间隔时间缩短,那个碰中的几率就增大。由此看来,这也就能解释测试结果3了,也能解释客户提到的有时正常有时不正常的现象了。5 \" b6 Y3 I& W' O7 w , i3 x4 C# X4 W6 U) s) r 三 问题处理 处理有两种方法,第一种方法是在使能DMA后,及时将数据寄存器DR中的数据清除掉,如下代码所示: . h: h0 o) ?5 s$ d 这里是使用读DR的方法来清除的,从参考手册中也提到使用这种方法来清除ORE标志: 第一种方法类似于一种纠错措施,下面介绍另一种推荐的方法,如下代码所示: $ r. W7 p' T; n* }% O! s + o5 z7 s( E8 o, e9 ?, E( f 如上所示,可以先使能DMA再使能串口,这样就彻底不存在那个时间窗了,不管数据何时过来能能被DAM及时转走。这个是推荐的解决方法。 四 结论 标准库中的示例代码一般来说只供参考,对于大部分情况来说都是能正常工作的,但偶尔也会出现不适用的情况,此时更需要我们针对问题进行思考分析,进一步找到原因才能解决问题。对于串口使用DMA来接收的情况,这里建议一定要先使能DMA,最后使能串口,这样就能避免类似问题出现了。' Q. o; f" i+ j8 N , g$ I5 {; N# H. M) |8 f 文档下载地址: https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-217182 ) l& e, R) B0 `9 F; B4 q( W* r# a 实战经验汇总:5 ?- j. \7 H/ [$ e" k https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-576401-1-1.html$ a5 R, K. I; B, F- M |
这个属于应用层代码调用顺序问题,为什么要更新库?看懂了再说话
你可以在DMA发送完成后检查一下串口是否空闲,因为DMA发送完了之后串口还要1到2个字节的时间,判断下串口发送完成标志位就好了