单片机串口DMA收发方案

  1. 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及以上的场景来讲极其容易丢字节致使整个系统异常不稳定。html

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

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。并发

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。并且不建议用串口框架,本身实现不只可靠还可控!!框架

  1. RT-Thread 串口框架

RT-Thread 串口框架支持用户本身选择如下述方案打开串口:

轮询方式实际项目中基本是不用的;中断方式的发送会致使大量的中断,占用太多MCU资源,并且 RT-Thread 把中断发送作的跟轮询同样;中断方式的接收不只会致使大量的中断并且对于高速通讯需求的场景不适用。
DMA方式不管是发送仍是接收都不须要CPU参与,解放了CPU,程序只须要对几个中断处理就行。高并发

2.1. DMA发送

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

DMA 发送操做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。url

这里不涉及数据拷贝,因此数据指针指向的内存区是局部的,用户须要在应用程序中经过设置信号量或其余方式来同步发送完成,不然将致使不安全的指针使用。多并发的状况下这种就会致使各类各样的问题了。spa

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原文连接:https://club.rt-thread.org/ask/article/2594.html线程