单片机串口DMA收发方案-低调大师

单片机串口DMA收发方案

2021-03-09 804

概述

网上各大教程对于串口的使用基本都是轮询发送、中断接收，极大浪费了MCU的性能，同时中断接收只能应付低速率的场景，对于要求波特率达到115200及以上的场景来说极其容易丢字节导致整个系统异常不稳定。

这篇文章我先以 RT-Thread 的串口方案作为切入点，然后给出我在STM32F1平台上基于RT-Thread Nano 实现的方案。

本方案实现的是非阻塞式的收发，不涉及 posix 的对接。posix 其实也是调用这些非阻塞接口，只不过还加了些对这些接口的返回判断再加入 wait_queue 来实现阻塞、唤醒，不详细展开来描写。

本方案的发送处理是应对的高并发场景，小内存MCU或者串口发送只在一个线程内的按你最简单的使用方式来。小内存的 MCU 接收推荐直接使用 DMA+IDLE 方式，怎么简单怎么来。而且不建议用串口框架，自己实现不仅可靠还可控！！

RT-Thread 串口框架

RT-Thread 串口框架支持用户自己选择以下述方案打开串口：

轮询方式实际项目中基本是不用的；中断方式的发送会导致大量的中断，占用太多MCU资源，而且 RT-Thread 把中断发送做的跟轮询一样；中断方式的接收不仅会导致大量的中断而且对于高速通信需求的场景不适用。
DMA方式无论是发送还是接收都不需要CPU参与，解放了CPU，程序只需要对几个中断处理就行。

2.1. DMA发送

RT-Thread 串口框架中对于 DMA 发送使用的是 dataqueue 队列。

DMA 发送操作将要发送的数据指针及其长度保存在 dataqueue 成员中，发送时按照先进先出的规则从中取一块，将其保存的数据指针赋值给 DMA 内存地址。

这里不涉及数据拷贝，所以数据指针指向的内存区是局部的，用户需要在应用程序中通过设置信号量或其他方式来同步发送完成，否则将导致不安全的指针使用。多并发的情况下这种就会导致各种各样的问题了。

.....

原文链接：https://club.rt-thread.org/ask/article/2594.html

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