stm32的USART使用DMA配置成循环模式时发送和接收有着本质区别

stm32的USART使用DMA配置成循环模式时发送和接收有着本质区别,不要被网上误导了。发送数据时会不停的发送数据,而接收只有有数据时才会接收,没有数据时就会挂起等待。

一、触发机制的差异

发送方向(TX)------状态驱动型
  • 触发源 ‌:USART的‌**TXE标志(发送数据寄存器空)**‌‌。
  • 工作流程 ‌:
    1. 当发送数据寄存器为空时,TXE标志置位。
    2. DMA立即响应TXE事件,从内存读取数据填充寄存器,形成‌不间断传输循环‌。
  • 关键特性 ‌:
    • 无数据时仍持续搬运‌:即使总线空闲,只要DMA通道开启且源地址有数据,会反复发送旧数据(可能无效)‌。
    • 主动推送‌:表现为"永动机"模式,需手动关闭DMA通道才能停止‌。
接收方向(RX)------事件驱动型
  • 触发源 ‌:‌起始位(Start Bit)检测‌‌23。
  • 工作流程 ‌:
    1. 串口线路检测到起始位(下降沿),激活接收逻辑。
    2. 每接收一字节数据后,RXNE标志(接收寄存器非空)触发DMA搬运至内存。
  • 关键特性 ‌:
    • 严格依赖物理信号 ‌:无数据时,DMA‌挂起等待‌,不消耗总线资源‌。
    • 按需响应‌:仅当实际数据到达时触发传输,避免无效操作‌。

🔧 ‌二、硬件行为对比

特性 ‌**发送(TX)**‌ ‌**接收(RX)**‌
触发条件 TXE寄存器空(持续存在)‌12 起始位下降沿(瞬态事件)‌24
无数据时行为 持续填充旧数据‌56 完全挂起等待‌37
数据有效性 可能无效(需主动更新)‌5 仅搬运有效物理信号‌48
节能特性 高功耗(持续占用总线)‌1 低功耗(事件唤醒)‌78

⚠️ ‌三、循环模式下的设计风险

发送方向的风险
  • 总线干扰‌:循环发送旧数据可能破坏协议(如RS-485半双工冲突)‌。
  • 解决方案 ‌:
    1. 发送完成后立即关闭DMA通道(HAL_DMA_Abort())‌。
    2. 使用‌双缓冲机制‌更新发送数据,避免覆盖未发送完成的数据‌5。
接收方向的风险
  • 数据覆盖‌:循环缓冲区未及时处理时,新数据覆盖旧帧‌。
  • 解决方案 ‌:
    1. 启用‌IDLE中断‌检测帧结束,配合DMA传输计数计算帧长‌。

    2. 使用‌双缓冲区切换‌:一组缓冲区满时自动切换至备用区‌。

✅ ‌四、本质差异总结

  1. 触发逻辑不同 ‌:
    • 发送由‌**内部状态标志(TXE)**‌驱动,无需外部事件‌12。
    • 接收由‌**物理信号(起始位)**‌触发,严格依赖线路活动‌34。
  2. 硬件协作机制 ‌:
    • 发送是CPU/DMA‌主动推送 ‌,接收是DMA‌被动响应‌‌27。
  3. 应用场景设计 ‌:
    • 发送循环模式仅适用于‌心跳包、周期性数据流‌(需手动刷新数据)‌56。
    • 接收循环模式适合‌连续数据流监听‌(如传感器实时采集)‌48。

💡 ‌**扩展说明:为何硬件如此设计?**‌

  • ‌**发送的"主动性"**‌:确保通信时序可控(如波特率精度要求),需持续维持数据流‌12。
  • ‌**接收的"被动性"**‌:避免总线冲突(多设备共享线路时),仅响应有效信号‌37。
  • 能效优化‌:接收挂起显著降低功耗,适用于电池供电场景‌48。

通过理解这一差异,可优化通信协议设计:发送方向需‌主动管理数据生命周期 ‌,接收方向则依赖‌事件中断同步帧边界‌‌。

理解接收的本质区别后,只要串口的接收DMA配置成循环模式时,需要启动一次接收即可,在HAL库变现为下面一句代码只需要调用一次即可。

HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1,gRxBuf,sizeof(gRxBuf));

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