STM32F4XX高效驅(qū)動(dòng)篇1-UART

之前一直在做驅(qū)動(dòng)方面的整理工作，對(duì)驅(qū)動(dòng)的高效性有一些自己的理解這里和大家分享一下。并奉驅(qū)動(dòng)程序，本程序覆蓋uart1-8。

串口驅(qū)動(dòng)，這是在每個(gè)單片機(jī)中可以說是必備接口?？梢哉f大部分產(chǎn)品中都會(huì)使用，更有甚者一個(gè)產(chǎn)品中用到8個(gè)串口。這樣一個(gè)高效的驅(qū)動(dòng)是決定您產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。本文主要針對(duì)STM32F4XX系列芯片做的一個(gè)驅(qū)動(dòng)接口層。以減少您在開發(fā)項(xiàng)目時(shí)驅(qū)動(dòng)方面所花費(fèi)時(shí)間，以及為程序達(dá)到高效的處理為目的。

從51,pic到現(xiàn)在的STM32，個(gè)人感覺STM32這方面做的非常突出，豐富的使用模式，強(qiáng)大的引腳映射功能，強(qiáng)大的處理能力等，給我留下的深刻的印象。

關(guān)于串口的使用方式，個(gè)人總結(jié)出以下三種：

1) 中斷接收，狀態(tài)查詢發(fā)送：這種方式在單片機(jī)時(shí)代用的比較多，那時(shí)候大部分芯片的處理速度不夠快，工業(yè)控制接口中大部分使用的是9600波特率，程序簡單也就對(duì)串口發(fā)送數(shù)據(jù)所用時(shí)間要求不高。

2) 中斷接收，中斷發(fā)送：這種方式一般會(huì)在對(duì)高效性要求較高，或軟件實(shí)時(shí)性高的產(chǎn)品中使用。這種方式的好外在于完全釋放了CPU在發(fā)送開始到結(jié)束這一時(shí)間CPU控制權(quán)。

3) 中斷接口，DMA發(fā)送:這種方式的使用場合和模式2相同，效率也相差不多。但這種方式確實(shí)比模式2CPU的占用時(shí)間會(huì)更少。

舉個(gè)例子來說明以上三種模式。假如要把一堆物品從A點(diǎn)運(yùn)到B點(diǎn)通過傳送帶，在這個(gè)傳送過程中傳送帶上一次只能運(yùn)一個(gè)物品，模式一：把物品放到傳送帶A點(diǎn)上，然后等待物品由A點(diǎn)被傳到B點(diǎn)，這時(shí)再放一個(gè)物品到傳送帶上，以此往復(fù)所有物品傳送過去。模式二：把物品放到A點(diǎn)的傳送帶上然后就去忙別的事情，看到物品快被傳到B點(diǎn)，馬上回來再放一個(gè)物品到傳送帶上。很明顯這種方式比模式一多了很多空余時(shí)間。模式三：這種模式就牛了，在把物品放到A點(diǎn)之前，直接去找了一個(gè)“閑雜人等”過來，把物品交給他由他去發(fā)，我們需要再發(fā)送時(shí)，先問下她是否以發(fā)完，如果發(fā)完了就把新的物品交給他，如果沒發(fā)完就等一小回再來找他。哈哈，這樣咱們就有更多的時(shí)間去忙更多的事情了，也不用一回跑來一回跑去。把跑路的時(shí)間給節(jié)約出來了。

以上三種模式，很明顯得出那種模式發(fā)送數(shù)據(jù)效率最高。我們下面說提供的程序就是使用模式三。

說完發(fā)送，再說說接收方式。大家一定發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收都是采用中斷方式，是的 本人使用過DMA方式進(jìn)行過多次測試，在使用方面確實(shí)沒有中斷接收靈活。主要有以下兩種情況，1，DMA接收數(shù)據(jù)的主要判斷依據(jù)1是接收器滿中斷，這種情況在實(shí)際中很少用，除非您的數(shù)據(jù)是定長。這種方式同時(shí)還會(huì)存在一些安全隱患，假如噪聲原因多接收到一個(gè)字節(jié)，那之后數(shù)據(jù)時(shí)序就會(huì)錯(cuò)位。2，DMA總線空閑中斷，這種方式除非是半雙工情況下使用。在全雙工時(shí)被受到發(fā)送完成總線空閑的干擾。所以在數(shù)據(jù)接收方式上主要使用中斷。

在數(shù)據(jù)接收中斷方面還分二種方式，

方式1：順序接收，在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)就觸發(fā)超時(shí)定時(shí)器，每接收到一個(gè)字節(jié)時(shí)就清一次定時(shí)器，都到一組數(shù)據(jù)接收完畢，定時(shí)器會(huì)因?yàn)橛|發(fā)超時(shí)中斷。在超時(shí)中斷中來判斷一組數(shù)據(jù)被接收。這種方式一般會(huì)用到實(shí)時(shí)性的一些協(xié)議中，比如MODBUS。

方式2：隊(duì)列接收，申請一個(gè)緩沖區(qū)收尾相接，接收到數(shù)據(jù)時(shí)載入隊(duì)列之中，用戶只要定時(shí)的去隊(duì)列中讀數(shù)據(jù)，來使用這些數(shù)據(jù)。這種方式是window，linux的驅(qū)動(dòng)主要接收方式。他的優(yōu)點(diǎn)就在于在使用數(shù)據(jù)時(shí)無需關(guān)閉中斷。也就不用怛心在處理上一組數(shù)據(jù)時(shí)了來新的數(shù)據(jù)會(huì)破壞上組數(shù)據(jù)內(nèi)容。在方式1中需要考慮在處理數(shù)據(jù)時(shí)暫時(shí)性的關(guān)下中斷。

以下程序則主要是使用到接收使用方式2，發(fā)送數(shù)據(jù)使用模式3的DMA發(fā)送，本驅(qū)動(dòng)程序?yàn)榭刹们校采w串口1-8，通過宏裁切。下面提供了一些接口，這里對(duì)接口做一個(gè)大概的說明。

打開串口

void BSP_UartOpen(uint8_t COM, uint32_t baud, uint8_t data, uint8_t stop, uint8_t parity);

關(guān)閉串口

void BSP_UartClose(uint8_t COM);

向串口中寫數(shù)據(jù)

uint32_t BSP_UartWrite(uint8_t COM, uint8_t *buffter, uint32_t len);

從串口中讀數(shù)據(jù)

uint32_t BSP_UartRead(uint8_t COM, uint8_t *buffter, uint32_t len);

查詢串口發(fā)送忙碌狀態(tài)

uint32_t BSP_UartTxIdleState(uint8_t COM);

這個(gè)接口主要用在，向串口寫數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行下一次寫數(shù)據(jù)之前需要進(jìn)行查詢。