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【经验分享】USART 中断方式接收无响应问题的一种情况及其处理方法

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-12 18:25
问题:1 I1 b- D; I  e4 W" c
此问题由客户工程师提出,客户在使用 STM32F103 的 USART 做串口通讯时,发现了一个问题 ,当设备正常通信一段时间后,串口不响应外部的通信请求了.
7 z: j5 D8 _! g& B0 l文中配图引用自 STM32F103 的中文版本用户手册 ,下载链接为 :
' r. w6 H0 L  @4 d+ ]0 q4 j$ B UVNI)Z5UDP5IVAKN5Y[7[WY.png . H3 B& C8 m" X9 K
# p. w4 ]% e0 M
调研:+ x( }9 y# ~2 t/ A- N$ P( w6 q7 e
一、 经过调研:% }3 q7 a/ O1 v; D5 ^5 \
1.1 客户除了使用 USART 做串口通信,还开启了定时器中断来进行数据采集., S3 X+ w( _5 |: D
1.2 定时器的优先级比串口接收的优先级高.0 ~% C( C6 P$ N# b0 M, M
1.3 定时器处理数据操作也比较频繁.! t# d% @  t. i5 q+ ~# a
1.4 客户使用的 STM32F1 标准库(版本 V3.5.0).1 J" L6 |) W, H! a; s
二、经过问题复现和使用 ST-LINK 在线调试和定位发现:  ~. k/ W3 _6 F8 ]: H1 _" e
2.1 在出现这个问题的时候,程序不断的进入串口接收中断,不能够运行到 main 主函数处其他任务了.
+ P7 E* R- N/ [+ c. @5 Y2.2 发现 ORE 标志为‘1’,也就说明程序是发生了串口溢出错误.
: ~8 z1 u" F' G  e- m8 V4 {8 T2.3 客户在进入串口中断后会调用 USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE)来获取 RXNE 的值.如果 RXNE 为 1 则去读取 DR 数据寄存器的数据,读取后 RXNE 为 0,但是 ORE 的标志依然为 1,依然进入了串口中断.1 H8 G& _1 n" _# ?( |9 t
三、 经过分析以及我们可以通过我们芯片的用户手册可以得到以下信息:2 C$ N7 G; O& z  c* d0 t/ G1 q# b% r
3.1 程序不断进入串口中断是因为 ORE 标志始终为 1,没有被用户清除掉:* o1 Q; _: k2 S( s

" ?# F2 \3 |7 |3 \- g PG~E{WU1OM3GCO`}M}1RSD6.png
# Z; K/ w* H; Y1 u" n) H3 L$ d& U, ]
从上图红色部分我们可以看到,如果串口接收中断开启了,那么 ORE 为 1 时就会产生中断.! C; m  U' z9 c/ `* g
3.2.从下图我们可以看到,顺序执行对 USART_SR 和 USART_DR 的操作就会清除 ORE 的标志,客户在中断中执行了以下操作,那为什么 ORE 标志还没有被清除呢?(R1 执行了读USART_SR 操作,R2 执行了读 USART_DR 操作).: a5 t$ {. k# r. j& n) H9 g4 b
' `9 \, y1 d* m) f/ v8 F% H6 g7 e; _
)QGA6F[{G`G5B%@VCL)9824.png 2 I/ S, q% Q* M- o) V
' C- c8 ^' T( T- N
3.3 我们可以看手册中下表的解释:
5 j$ ^% E, Q. @) t& ^9 p3.3.1 ORE 表征的是一个历史事件,当 ORE 为 1 时,表明至少有 1 个数据已经丢失.) x+ b+ |- f4 ]" h  x
3.3.2 这有 2 种可能发生的情况,RXNE 为 1 的情况 R3 和 RXNE 为 0 的情况 R4,如下图中的解释.8 c. o5 m* P9 L. ^# v1 _& b

, ?; |, U5 [1 a; {% ~. A/ o9 h `B8305UXTORP02HNJI]AZ%E.png + Q$ G! a; Y: W: Y  `

- F) ?; ~' {& D8 x/ d4 T" j& x3.3.3 我们从上图可以看出,3.2 图中的 R1+R2 操作只能处理 RXNE 为 1 的情况;
- i4 Y4 _$ N% |9 m当 RXNE 为 0 的特殊情况, 就是在读序列器件(在 USART_SR 寄存器读访问和 USART_DR 读访问之间)接收到新的数据,数据 SR 虽然被读过了,但是 overrun 事件依然发生了,以上操作是不能够处理的:/ p! E% m) V/ ~, L: Z4 D- S

7 R- Z/ Q$ w8 O4 V3 H9 ^3 A %VMRSZL{X4L9G[L17NNMA_M.png
8 {+ c1 M5 r% n
, C( F9 @* c) z3 l6 W3.4 因此我们要在应用中对 ORE 标志进行处理,即当判断发生 ORE 中断的时候,我们再读一次USART_DR 的值,这样如果没有新的 Overrun 溢出事件发生的时候,ORE 会被清除,然后程序就不会因为 ORE未被清除一直不断的进入串口中断了,代码处理如下:
: Z1 m0 ?' K# L1 @; X% a
' o: s1 o' Q& q' H1 V% P3 h0 [- A JQOWY[(Q%J%8W2W_%0GF7CG.png 0 @$ Z5 k! z5 a4 `# b3 \

' X+ }- x  E  K) {/ [" v结论:

0 `6 m; w$ u7 O; P- F对于这种情况,我们可以看到 USART 串口接收中断使能了,那 ORE 中断也就开启了;为了消除在通过读序列(USART_SR/USART_DR)的过程中产生的溢出错误,我们可以尝试在应用程序中需要针对 ORE 标志做一个处理来清除 ORE 标志,使得串口通信可以正常的继续工作.
4 V* s/ J: a+ h9 p" m( Y8 p  H建议客户在做串口通信时需要增加帧检验功能,如 CRC 校验等...,当发生 ORE 时,帧校验肯定是通不过的,不会造成从机误响应., g/ o* B6 j4 w/ x7 Z- v

/ i, d! h2 x. L) H& `' H
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