在MCU的應(yīng)用中，經(jīng)常需要通過(guò)串口進(jìn)行不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的傳輸。發(fā)送方很簡(jiǎn)單，不需特別的考慮，而接收方則需要能夠偵測(cè)到數(shù)據(jù)包的結(jié)束。接收方的簡(jiǎn)單做法是結(jié)合串口的IDLE中斷，或使用DMA并利用DMA的超時(shí)傳輸機(jī)制。

但有些MCU在設(shè)計(jì)時(shí)出于成本上的考慮，簡(jiǎn)化了串口接收的IDLE模式以及DMA超時(shí)傳輸機(jī)制。沒(méi)有串口IDLE中斷或者DMA超時(shí)傳輸?shù)臋C(jī)制，我們就不知道什么時(shí)候通信結(jié)束了。這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)通過(guò)串口傳輸不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的要求，需要使用軟件和其它片內(nèi)外設(shè)的配合，協(xié)同完成指定的功能。

LPC54101系列的UART模塊，支持FIFO的接收超時(shí)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)上述功能。除此之外，本文介紹一種基于LPC54101和SDK，通過(guò)使用引腳中斷和定時(shí)器配合，實(shí)現(xiàn)串口DMA接收超時(shí)，實(shí)現(xiàn)串口DMA接收超時(shí)的機(jī)制。

先分析下UART傳輸?shù)臅r(shí)序，圖1是一個(gè)典型的8位數(shù)據(jù)位1位停止位的串口通信數(shù)據(jù)流。串口每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)首先發(fā)送一個(gè)起始位，在TTL電平邏輯下，Start位首先是一個(gè)下降沿信號(hào)。

圖1. 串口接收數(shù)據(jù)時(shí)序圖

在串口DMA接收超時(shí)系統(tǒng)中，我們需要利用MCU的引腳中斷功能偵測(cè)這個(gè)下降沿信號(hào)，引腳中斷觸發(fā)后告訴系統(tǒng)開(kāi)始計(jì)時(shí)。要特別注意的是，當(dāng)系統(tǒng)偵測(cè)到Start位的下降沿后最好關(guān)閉引腳中斷，不然后續(xù)數(shù)據(jù)流等信號(hào)的下降沿也會(huì)觸發(fā)引腳中斷使得整套方案失去了意義(還不如直接用串口接收完成中斷)。

LPC54101的引腳中斷可以在任意IO引腳上使能，所以可以直接把LPC54101的串口接收的引腳的中斷功能打開(kāi)，并設(shè)置成下降沿觸發(fā)。

超時(shí)計(jì)數(shù)器最好是系統(tǒng)里的低功耗定時(shí)器，這個(gè)例程中我們用的是LPC54101的RIT定時(shí)器。超時(shí)的時(shí)間設(shè)置要考慮到當(dāng)前串口設(shè)置的波特率以及一次串口傳輸?shù)淖畲蟀L(zhǎng)。

超時(shí)定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出產(chǎn)生中斷后，軟件首先要從DMA的狀態(tài)寄存器中獲取到當(dāng)前接收到數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(對(duì)于LPC54101來(lái)說(shuō)，串口DMA接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度在XFERCFGn寄存器中的XFERCOUNT位，如圖2所示)，然后從串口DMA預(yù)設(shè)置的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。

圖2. LPC54101 DMA傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)位

在初始化設(shè)置串口對(duì)應(yīng)的DMA通道時(shí)，最好設(shè)置傳輸長(zhǎng)度為可能的最大長(zhǎng)度，在接收超時(shí)后也別忘記重新復(fù)位一下串口對(duì)應(yīng)DMA通道的狀態(tài)，不然本次接收的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度還會(huì)帶入下次傳輸?shù)倪^(guò)程中。

圖3是例程的流程圖，分主程序，串口RX引腳中斷服務(wù)程序，超時(shí)定時(shí)器服務(wù)程序三個(gè)部分。

圖3. 程序流程圖