STM32 寄存器配置笔记——USART配置中断接收乒乓缓存处理

一、概述

本文主要介绍如何配置USART接收中断，使用乒乓缓存的设计接收数据并将其回显在PC 串口工具上。以stm32f10为例，配置USART1 9600波特率。具体配置参考上一章节STM32 寄存器配置笔记——USART配置打印。

乒乓缓存的设计应用场景：当后面的处理单元在工作期间，前面的 buffer 的内容不能被释放。或者，在处理单元工作期间， buffer 的特定地址的内容不止被访问一次。优点是相比全部写完再读的方式，可以节约读写时序。

二、中断优先级

STM32 的中断向量具有两个属性，一个为抢占属性，另一个为响应属性，其属性编号越小，表明它的优先级别越高。即抢占优先级和响应优先级。

抢占
抢占，是指打断其他中断的属性，即因为具有这个属性会出现嵌套中断（在执行中断服务函数A 的过程中被中断B 打断，执行完中断服务函数B 再继续执行中断服务函数A），抢占属性由NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 的参数配置。

响应
响应属性则应用在抢占属性相同的情况下，当两个中断向量的抢占优先级相同时，如果两个中断同时到达，则先处理响应优先级高的中断，响应属性由NVIC_IRQChannelSubPriority 参数配置。

二、配置流程

1）使能RXNE中断

接收缓冲区非空中断使能，通过MY_NVIC_init函数配置中断的抢占优先级和响应优先级为3（这里可以随意配置本章重点不在这）。最后一个参数表示分组为2。即有2位用来表示抢占优先级，2位用来表示响应优先级。

    USART1->CR1 |= 1 << 5;                                // enable RXNE interrupt 
	MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2);                      // 2bit PreemptionPriority 3 2bit SubPriority 3

2）编写串口中断函数

USART1_IRQHandler是在启动文件里定义的只要有串口中断便会跑进来。查询状态寄存器USART_SR的RXNE位为1则表示收到数据可以读出。此时从USART_DR寄存器读取数据。

三、乒乓缓存设计

1）数据结构定义

typedef struct
{
    u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];
	u16 len;
} USART_DATA;

typedef struct
{
   USART_DATA stUartFifo[2];
   u8 curRecFifo;
} USART_HANDLE;

static USART_DATA *p_cur_Usart1_Handle = NULL;
static USART_DATA *p_cur_Data_ProcessingHandle = NULL;
static USART_HANDLE g_Usart1Handle;

uin16 needPro = 0;

2）乒乓缓存初始化

void init_usart_handle(void)
{
	memset((u8*)&g_Usart1Handle, 0, sizeof(USART_HANDLE));
    p_cur_Usart1_Handle = &g_Usart1Handle.stUartFifo[0];
}

3）乒乓缓存接收

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if(USART1->SR&(1<<5))
	{
		p_cur_Usart1_Handle->USART_RX_BUF[p_cur_Usart1_Handle->len++] = USART1->DR;
	}
}

4）乒乓缓存切换

这里是以每收到一帧完整帧的数据都是以0x0d 0x0a结尾的数据为例。收到一帧完整帧将当前乒乓缓存A切换为处理，乒乓缓存B切换为接收。

void change_curFifo(void)
{
    u16 len = p_cur_Usart1_Handle->len;
	if (len >= 2)
	{
		if (p_cur_Usart1_Handle->USART_RX_BUF[len - 2] == 0x0d 
			&& p_cur_Usart1_Handle->USART_RX_BUF[len - 1] == 0x0a)
		{
			printf("curFifo:%d len:%d\r\n", g_Usart1Handle.curRecFifo, len);
			p_cur_Data_ProcessingHandle = p_cur_Usart1_Handle;
			g_Usart1Handle.curRecFifo++;
			p_cur_Usart1_Handle = &g_Usart1Handle.stUartFifo[g_Usart1Handle.curRecFifo % 2];
			p_cur_Usart1_Handle->len = 0;
            needPro = 1;
		}

	}
}

5）乒乓缓存处理

打印接收内容。

void data_processing(void)
{
    if (needPro)
	{
        needPro = 0;
		p_cur_Data_ProcessingHandle->USART_RX_BUF[p_cur_Data_ProcessingHandle->len] = 0;
	    printf("func:%s dat:%s\r\n", __func__, p_cur_Data_ProcessingHandle->USART_RX_BUF);
	}
}

6）调用如下

主循环一直轮询是否需要切换乒乓缓存以及是否存在数据待处理。