STM32-HAL库串口DMA空闲中断的正确使用方式及SBUS信号解析

概述

STM32微控制器广泛用于嵌入式系统，其HAL（Hardware Abstraction Layer）库简化了硬件访问，提高了开发效率。在STM32中，使用DMA（Direct Memory Access）进行串口通信可以显著提高数据传输效率，减少CPU负载。本文将介绍如何在STM32中正确使用串口DMA空闲中断，并解析SBUS信号。

串口DMA空闲中断

在STM32中，串口DMA传输完成后，可以通过配置空闲中断（IDLE interrupt）来处理接收到的数据。空闲中断在接收到的数据帧之间检测到空闲信号时触发。

1. 配置DMA和串口

首先，需要配置串口和DMA以实现数据的接收。

#include "stm32f4xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart2;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart2_rx;

void MX_USART2_UART_Init(void) {
    huart2.Instance = USART2;
    huart2.Init.BaudRate = 115200;
    huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart2);
}

void MX_DMA_Init(void) {
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

    hdma_usart2_rx.Instance = DMA1_Stream5;
    hdma_usart2_rx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_7;
    hdma_usart2_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_usart2_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_usart2_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_usart2_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart2_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart2_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    hdma_usart2_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
    hdma_usart2_rx.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
    HAL_DMA_Init(&hdma_usart2_rx);

    __HAL_LINKDMA(&huart2, hdmarx, hdma_usart2_rx);
}

2. 启用空闲中断

在初始化串口时，需要启用空闲中断。

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    if(uartHandle->Instance == USART2) {
        __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART2;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

        HAL_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);
    }
}

3. 处理空闲中断

在中断服务例程中处理空闲中断。

void USART2_IRQHandler(void) {
    HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
}

void HAL_UART_IdleCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART2) {
        // 处理接收到的数据
    }
}

解析SBUS信号

SBUS是一种串行总线协议，常用于遥控飞机和无人机。SBUS信号解析包括读取数据、解码和应用。

1. 读取SBUS数据

使用DMA接收SBUS数据。

uint8_t sbus_data[25]; // SBUS数据帧大小为25字节

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART2) {
        // 解析SBUS数据
        parse_sbus(sbus_data);
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, sbus_data, 25);
    }
}

2. 解析SBUS数据

解析SBUS数据帧，提取控制信号。

void parse_sbus(uint8_t *data) {
    int16_t channels[16];
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        channels[i] = (data[2 * i] << 8) | data[2 * i + 1];
        channels[i] -= 172; // 偏移量
        channels[i] = (channels[i] * 100) / 33; // 缩放
    }
    // 应用控制信号
}

注意事项

1. DMA配置：确保DMA配置正确，包括通道、优先级和数据对齐。
2. 中断优先级：合理配置中断优先级，避免中断冲突。
3. 数据同步：在多任务环境中，注意数据同步和互斥。

通过上述步骤和代码示例，你应该能够在STM32中正确使用串口DMA空闲中断，并解析SBUS信号。这为开发高性能的嵌入式系统提供了有力支持。

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