1. 前言
使用串口接收不定长数据时，可以有多种方法，比如最常见的有额外使能一个定时器，在超过定时范围未收到后续的字节时，认为此帧结束；或者利用 IDLE 中断，当数据空闲时，自动产生中断；亦或每接收到一个字节后都通过应用程序进行一次处理。这次我们介绍另外一种方法，在 DMA 方式下利用硬件接收超时中断（Receiver timeout interrupt）实现不定长数据的接收。
2. 实现原理
首先，并非所有的 STM32 系列的 MCU，也并非所有的 USART/UART 外设都支持Receiver timeout （RTO）特性，具体的支持情况，可以通过对应芯片的参考手册去查询。
对于 MCU 的配置，可以通过 USART_RTOR 寄存器的 RTOEN 位使能接收超时功能，通过 RTO 位域配置超时时间，时间单位为传输一个数据位的时间（即波特率）。
接收超时在停止位设置不同的情况下，计时的起始位置不同：
- 如果 stop = ’ 00 '或 stop = ’ 11 '，从停止位的末尾开始。
- 如果 stop = ’ 10 '，则从第二个停止位的末尾开始。
- 如果 stop = ’ 01 '，则从停止位的起始开始。
当计数超过 RTO 位域的设定值时，且使能了 RTOIE 位，就会产生一个错误中断，此时我
们就可以认为此帧结束，进而进行处理。
3. 应用示例
HAL 库已经为我们提供了操作 RTO 相关的 API，应用开发过程，我们直接调用即可。
void HAL_UART_ReceiverTimeout_Config(UART_HandleTypeDef *huart, uint32_t
TimeoutValue);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_EnableReceiverTimeout(UART_HandleTypeDef *huart);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DisableReceiverTimeout(UART_HandleTypeDef *huart);
我们以 STM32U575ZIT6 为例，配置一个测试工程。
- 系统时钟配置为 160MHz
- 配置 USART1 为 Asynchrones，管脚配置为 PA9，PA10
- USART1 参数：115200bits/s，8bit，None，1Stop
- 使能 USART1 中断
- 配置 USART1_RX GPDMA
生成工程后，配置超时时间，使能接收超时功能，使能串口的 DMA 接收，处理串口的错误回调函数（接收超时后，HAL 库中经 HAL_UART_ErrorCallback()回调）。
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_ReceiverTimeout_Config(&huart1, huart1.Init.BaudRate/100); //10ms BaudRate = 115200
HAL_UART_EnableReceiverTimeout(&huart1);
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart_RcvBuf, MAX_UART_RCV_LEN);
/* USER CODE END 2 */
#define MAX_UART_RCV_LEN 10 //config the max receive data length
uint8_t Uart_RcvBuf[MAX_UART_RCV_LEN];
uint16_t Uart_RcvLen;
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart == &huart1)
{
/* Check if DMA mode is enabled in UART */
if (HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR))
{
if((huart->ErrorCode & HAL_UART_ERROR_RTO) == HAL_UART_ERROR_RTO)
{
uint16_t nb_remaining_rx_data = (uint16_t)
__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart->hdmarx);
Uart_RcvLen = MAX_UART_RCV_LEN - nb_remaining_rx_data;
}
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart_RcvBuf, MAX_UART_RCV_LEN);
}
}
}
HAL_UART_ErrorCallback 是一个支持所有错误中断的回调函数，在处理 RTO 错误引起的中断响应时，可以通过 ErrorCode 增加相应的判断。
通过调用__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart->hdmarx)可以得到 DMA 未搬移完的字节数，从而得到已搬移完成的字节数。
4. 总结
利用 RTO 方式接收不定长串口数据，相比用定时器计时，可以节省一个硬件定时器资源，同时减少了定时器每次进入中断处理的运行时间；相比 IDLE 的方式，可以更灵活的配置超时时间。但需注意的是，所选用的 MCU 以及所使用的 USART/UART 是否支持这个特性要确认好。
本文档参考ST官方的《【应用笔记】LAT1315+串口DMA接收不定长数据的一种方法》文档。
参考下载地址：https://download.csdn.net/download/u014319604/89044851