STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制 STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制，轻松跑上 2M 波特率。 STM32 中一般的 DMA 传输方向有内存->内存、外设->内存、内存->外设。通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），在嵌入式开发中一般称为串口，通常用于中、低速通信场景，波特率低有 6400 bps，高能达到 4~5 Mbps。 在 STM32 中使用 DMA 收发数据，可以节约可观的 CPU 处理时间。特别是在高速、大数据量的场景中，DMA 是必须的，而双缓冲区、空闲中断以及 FIFO 数据缓冲区也是非常重要的成分。 在本文中，我们将使用 STM32CubeMX 配置串口，首先使能高速外部时钟，然后设置时钟树。接下来配置串口，选择一个串口，设置模式为 Asynchronous，设置波特率、帧长度、奇偶校验以及停止位长度。然后添加接收和发送的 DMA 配置，注意在 RX 中将 DMA 模式改为 Circular，这样 DMA 接收只用开启一次，缓冲区满后 DMA 会自动重置到缓冲区起始位置，不再需要每次接收完成后重新开启 DMA。 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。全满中断和半满中断都很好理解，就是串口 DMA 的缓冲区填充了一半和填满时产生的中断。而空闲中断是串口在上一帧数据接收完成之后在一个字节的时间内没有接收到数据时产生的中断，即总线进入了空闲状态。 现在网络上大部分教程都使用了全满中断加空闲中断的方式来接收数据，不过这存在了一定的风险：DMA 可以独立于 CPU 传输数据，这意味着 CPU 和 DMA 有可能同时访问缓冲区，导致 CPU 处理其中的数据到中途时 DMA 继续传输数据把之前的缓冲区覆盖掉，造成了数据丢失。所以更合理的做法是借助半满中断实现乒乓缓存。 乒乓缓存是指一个缓存写入数据时，设备从另一个缓存读取数据进行处理；数据写入完成后，两边交换缓存，再分别写入和读取数据。这样给设备留足了处理数据的时间，避免缓冲区中旧数据还没读取完又被新数据覆盖掉的情况。 但是出现了一个小问题，就是 STM32 大部分型号的串口 DMA 只有一个缓冲区，要怎么实现乒乓缓存呢？没错，半满中断。现在，一个缓冲区能拆成两个来用了。看这图我们再来理解一下上面提到的三个中断：接受缓冲区的前半段填满后触发半满中断，后半段填满后触发全满中断；而这两个中断都没有触发，但是数据包已经结束且后续没有数据时，触发空闲中断。 举个例子：向这个缓冲区大小为 20 的程序传送一个大小为 25 的数据包，它会产生三次中断，如下图所示。程序实现原理介绍完成，感谢 ST 提供了 HAL 库，接下来再使用 C 语言实现它们就很简单了。首先开启串口 DMA 接收。 #define RX_BUF_SIZE 20 uint8_t USAR_RX_Buf[RX_BUF_SIZE]; 在上面的例子中，我们定义了一个大小为 20 的缓冲区 USAR_RX_Buf，並将其设置为串口 DMA 的接收缓冲区。然后，我们可以使用 HAL 库提供的函数来开启串口 DMA 接收。 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。在回调函数中，我们可以将数据写入 FIFO 中供应用读取。 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { // 将数据写入 FIFO 中 FIFO_Put(USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); } 在上面的例子中，我们使用 HAL 库提供的回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 来处理数据。在这个函数中，我们将数据写入 FIFO 中供应用读取。这样，我们就可以轻松地实现高速的串口收发机制。 使用 STM32 HAL 库可以轻松地实现高速的串口收发机制，轻松跑上 2M 波特率。同时，我们还可以使用乒乓缓存和空闲中断来避免数据丢失和提高系统的可靠性。

STM32F103微控制器是ST公司生产的一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，广泛应用于嵌入式系统领域。其出色的性能、丰富的外设接口和灵活的时钟设计使其成为众多电子工程师的首选。串口通信作为微控制器常用的通信方式之一，其稳定性和可靠性对于系统设计至关重要。在某些应用场景中，如异步通信，系统需要处理可能出现的通信故障，比如接收缓冲区溢出等问题。为了解决这些问题，STM32F103提供了串口空闲中断功能，可以在没有数据传输的空闲状态下触发中断，从而使得程序能够迅速响应并处理异常。 串口空闲中断是当串口在接收数据的过程中，如果在规定时间内没有检测到数据信号的变化（即接收器一直接收到空闲帧），就会产生一个中断。这样，即使在数据帧之间有较长的空闲时间，或者接收端没有及时处理数据，接收器也能检测到这种空闲状态并及时通知CPU进行相应处理。对于开发者来说，合理利用串口空闲中断可以提高系统的稳定性和响应速度，避免因溢出等问题导致的数据丢失。 在C语言环境下，使用STM32F103开发板实现串口空闲中断功能，需要开发者具备一定的嵌入式编程基础和对STM32系列芯片编程特性的了解。需要配置串口的中断使能，并设置中断优先级；在中断服务函数中编写相应的处理逻辑，以处理空闲中断发生时的情况。在代码中，通常会通过检查相关状态寄存器来确认是否真的是空闲中断触发，而不是其他类型的串口错误。 对于本例中的源程序代码，开发者亲测可用，意味着程序在实际的硬件设备上已经通过测试，能够稳定运行。代码的可靠性得到了验证，这对于工程实践是非常重要的。作为开发者，应当理解代码背后的原理，并能够根据实际需求进行相应的调整和优化。此外，源程序代码在项目开发中可以作为参考模板，帮助工程师快速构建起串口空闲中断的处理逻辑，从而缩短开发周期，提高开发效率。 STM32F103系列微控制器的串口空闲中断功能，不仅可以用于处理接收缓冲区溢出的问题，还能在诸如通信链路监测、数据帧同步等场景中发挥作用。由于其灵活性和实用性，成为了许多通信密集型应用的首选解决方案。 当然，使用STM32F103开发板时，需要注意的是，不同的开发环境和编译器可能对代码的要求有所不同，因此在移植代码时可能需要对代码进行适当的修改。同时，在设计具体的程序逻辑时，还需要考虑系统的实时性要求，确保中断服务程序能够快速执行完毕，以免影响到其他中断的响应时间。 STM32F103微控制器的串口空闲中断功能是提升通信稳定性和响应能力的重要工具。通过阅读和理解相关的源程序代码，开发者不仅能够更加深入地理解STM32F103的工作原理，还能够将其应用到更复杂和多样化的项目中，实现稳定可靠的通信机制。在嵌入式开发的领域中，这是一项必备的技能，对于提升个人能力水平和工作效率具有重要意义。

STM32F103串口空闲中断+DMA接收不定长数据

该工程源码为基于RTOS和空闲中断实现的串口通信程序，已广泛用于工程应用。该代码可在原子阿波罗开发板（芯片STM32F429XX）上运行，可简单修改后应用于其他工程。该代码再设置为收到串口数据自动应答模式，通过串口调试助手间隔1mS向单片机发送数据，实测无丢帧现象。

登陆界面可以实现管理员、教师与学生三种不同权限的登录功能。管理员功能模块可实现学生信息管理、教师信息管理、空教室信息管理、设备故障报修管理、预约信息审核管理、公告管理等功能。教师功能模块可实现教师个人信息管理、教室……

Timetable 人工课表录入&空闲时间段生成 Import students' timetable manually, and generate a table indicating students' spare time. Features 特性 Online 在线 Modifiable 可修改 Classified by Event 事件分类 DEMO:

采用STM32F103C8T6单片机，KeilMDK5.32版本 串口异步通信，开启收发方向，DMA式收发数据（仿printf发送）。 发的DMA不在循环模式下（单次）；接收的DMA在循环模式下。开启串口接收空闲中断 PC13控制LED灯，LED灯的亮灭指示接收到数据。 **在STM32CubeMX中需要同时开启DMA与串口全局中断**

STM32F1/STM32F3_USART+dma+空闲中断

能够模拟动态内存分配算法对进程分配内存空间。该程序具备的基本功能为： （1）能够以空闲分区表的形式显示某一时刻内存空间的使用情况。 （2）能够创建进程即输入进程信息，包括进程名称和进程需要的内存量， 系统要给进程分配一个惟一的进程标识（用一个整数表示）。 （3）能够显示某一时刻内存中进程使用内存的情况，包括进程名、进程在内存中的起始地址和内存使用量。 （4）能够终止某一个进程，终止进程后注意内存的回收。

排队模型%M/M/S/m排队模型 %s——修理工个数 %m——机器源数 %T——时间终止点 %mu1——机器离开-到达时间服从指数分布 %mu2——修理时间服从指数分布 %事件表： % p_s——修理工空闲概率 % arrive_time——机器到达事件 % leave_time——机器离开事件 %mintime——事件表中的最近事件 %current_time——当前时间 %L——队长 %tt——时间序列 %LL——队长序列 %c——机器到达时间序列 %b——修理开始时间序列 %e——机器离开时间序列 %a_count——到达机器数 %b_count——修理机器数 %e_count——损失机器数