RT1060--串口空闲中断&EDMA接收不定长数据

串口空闲中断 & EDMA 接收不定长数据

客户有接收不定长数据的需求，但是如果采用协议适配的方法会非常繁琐。使用UART的IDLE中断+DMA的方式，即可高效的解决这一问题！

另外，如果通过协议先接收单独的单字节，串口进中断接收在数据量大的时候效率会低很多

以RT1060EVK为例来进行这一操作！

代码部分

让我仔细分析一下这个main函数的执行流程和中断调用关系...

首先看到几个关键的中断和回调:
1. DEMO_LPUART_IRQHandler - UART的中断处理函数
2. LPUART_UserCallback - DMA传输完成的回调函数

中断触发的场景:
1. IDLE线检测 - 接收到一帧数据后的空闲状态
2. TC(传输完成)中断 - 发送完成后触发
3. DMA传输完成中断 - 通过callback通知

数据流转过程:
1. 初始状态是接收模式
2. 数据到来 -> DMA自动接收到buffer
3. 检测到空闲 -> IDLE中断
4. 处理数据 -> 准备发送
5. DMA发送 -> 发送完成触发TC中断
6. TC中断中切换回接收模式

这里面有很多细节需要梳理,让我详细分析每个阶段的处理...

让我详细解释main函数的逻辑和中断调用关系:

初始化配置:

// 配置UART中断
LPUART_EnableInterrupts(DEMO_LPUART, 
    kLPUART_IdleLineInterruptEnable|      // 空闲线检测中断
    kLPUART_RxOverrunInterruptEnable|     // 接收溢出中断
    kLPUART_NoiseErrorInterruptEnable|    // 噪声错误中断
    kLPUART_FramingErrorInterruptEnable|  // 帧错误中断
    kLPUART_ParityErrorInterruptEnable);  // 奇偶校验错误中断

// 初始时禁用TC中断
LPUART_DisableInterrupts(DEMO_LPUART, kLPUART_TransmissionCompleteInterruptEnable);

中断和DMA的调用流程:

接收数据流程:

• DMA持续接收数据到g_rxBuffer
• 当检测到空闲线(一段时间没有新数据)时,触发IDLE中断；
• 在IDLE中断处理函数中:

  void DEMO_LPUART_IRQHandler(void)
  {
      if ((kLPUART_IdleLineFlag)&stat)
      {
          // 1. 获取已接收的数据长度
          LPUART_TransferGetReceiveCountEDMA(...);
          
          // 2. 复制数据到发送缓冲区
          memcpy(g_txBuffer, g_rxBuffer, rx_count);
          
          // 3. 设置发送标志
          reciveFrame = true;
          
          // 4. 重新启动接收
          LPUART_TransferAbortReceiveEDMA(...);
          LPUART_ReceiveEDMA(...);
      }
  }

发送数据流程:

• main循环检测到reciveFrame为true时启动发送
• DMA开始发送数据
• 发送完成后触发DMA完成中断,调用LPUART_UserCallback
• 在callback中使能TC中断:

  void LPUART_UserCallback(...)
  {
      if (kStatus_LPUART_TxIdle == status)
      {
          // 使能TC中断
          LPUART_EnableInterrupts(DEMO_LPUART, kLPUART_TransmissionCompleteInterruptEnable);
      }
  }

• TC中断触发后,在中断处理函数中:

  if((kLPUART_TransmissionCompleteFlag)&stat)
  {
      // 1. 禁用TC中断
      LPUART_DisableInterrupts(DEMO_LPUART, kLPUART_TransmissionCompleteInterruptEnable);
      
      // 2. 切换到接收模式
      Set_RS485_Receive();
      
      // 3. 重新启动接收
      LPUART_TransferAbortReceiveEDMA(...);
      LPUART_ReceiveEDMA(...);
  }

主循环逻辑:

while(1)
{
    if(reciveFrame)  // 检查是否收到完整数据帧
    {
        // 1. 准备发送数据
        sendXfer.data = g_txBuffer;
        sendXfer.dataSize = send_size;
        
        // 2. 切换到发送模式
        Set_RS485_Transimit();
        
        // 3. 启动DMA发送
        LPUART_SendEDMA(DEMO_LPUART, &g_lpuartEdmaHandle, &sendXfer);
        
        // 4. 清除标志
        reciveFrame = false;
    }
}

关键点说明

1. DMA用于实际的数据传输,不占用CPU
2. IDLE中断用于检测一帧数据的接收完成
3. TC中断用于确保最后一个字节完全发送出去
4. 使用回调和中断机制实现自动的收发切换
5. 主循环只负责检测标志并启动新的发送

这种设计实现了高效的非阻塞式数据收发,同时正确处理了RS485半双工通信的方向切换时序。

备注：详细的回调/中断实现的自动收发切换

flowchart TD
    A[初始状态: 接收模式] -->|DMA接收数据| B[接收数据]
    
    B -->|检测到IDLE| C[IDLE中断处理]
    C -->|1. 获取接收数据长度<br>2. 复制数据到TX buffer<br>3. 设置reciveFrame标志| D[主循环]
    
    D -->|检测到reciveFrame| E[开始发送]
    E -->|1. 切换RS485方向<br>2. 启动DMA发送| F[DMA发送数据]
    
    F -->|DMA发送完成| G[DMA完成回调<br>LPUART_UserCallback]
    G -->|使能TC中断| H[等待最后一个字节发送]
    
    H -->|TC中断触发| I[TC中断处理]
    I -->|1. 禁用TC中断<br>2. 切换RS485方向<br>3. 重启DMA接收| A

让我详细解释每个阶段的切换过程：

1. 接收阶段:

   // 初始配置为接收模式
   Set_RS485_Receive();  // GPIO设为低电平
   LPUART_ReceiveEDMA(...);  // 启动DMA接收

2. 接收完成检测:

   // IDLE中断处理函数中
   if ((kLPUART_IdleLineFlag)&stat)
   {
       // 获取接收到的数据
       LPUART_TransferGetReceiveCountEDMA(...);
       memcpy(g_txBuffer, g_rxBuffer, rx_count);
       reciveFrame = true;  // 设置标志通知主循环
   }

3. 切换到发送模式:

   // 主循环中
   if(reciveFrame)
   {
       Set_RS485_Transimit();  // GPIO设为高电平
       LPUART_SendEDMA(...);   // 启动DMA发送
       reciveFrame = false;
   }

4. 发送完成处理:

   // DMA发送完成回调
   void LPUART_UserCallback(...)
   {
       if (kStatus_LPUART_TxIdle == status)
       {
           // 使能TC中断，等待最后一个字节发送完成
           LPUART_EnableInterrupts(DEMO_LPUART, kLPUART_TransmissionCompleteInterruptEnable);
       }
   }
   
   // TC中断处理
   if((kLPUART_TransmissionCompleteFlag)&stat)
   {
       LPUART_DisableInterrupts(DEMO_LPUART, kLPUART_TransmissionCompleteInterruptEnable);
       Set_RS485_Receive();  // 切换回接收模式
       // 重新启动接收
       LPUART_TransferAbortReceiveEDMA(...);
       LPUART_ReceiveEDMA(...);
   }

关键设计考虑：

1. 为什么需要TC中断？

   • DMA完成不代表最后一个字节已经完全发送出去
   • TC中断确保最后一个字节完全发送后才切换方向
   • 避免方向切换过早导致数据截断

2. 方向切换时序:

   • 发送前：先切换方向，再开始发送
   • 发送后：等待TC中断确认完全发送后，再切换回接收

3. 自动化处理:

   • 使用中断和回调机制，无需主循环干预
   • 主循环只负责启动新的发送
   • 其他切换过程由中断自动完成

这种设计保证了RS485半双工通信的可靠性，同时通过DMA和中断机制提高了效率。