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標題: HAL庫串口中斷RX中的Overrun Error解決方案 [打印本頁]

作者: 我是你的小號 時間: 2021-6-1 23:59
標題: HAL庫串口中斷RX中的Overrun Error解決方案

[首先簡單研究一下什么時候會出現overrun的問題，配置正常的HAL串口中斷接收如下

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
/* judge interrupt source */
if(huart ->Instance == USART2)
  {
   //send data to huart1 from huart2
   HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)recv_buf, 3,0xFFFF);
   //enable RX IT
   HAL_UART_Receive_IT(huart, (uint8_t*)recv_buf, 3);
  }
}

[

可以看出，分三種情況：

發送數據=接收緩存，正常
發送數據<接收緩存，BUF未滿，要等待下一次數據到來填滿緩存才會觸發中斷
發送數據>接收緩存，BUF已滿，多余部分被截斷，和下一次數據一起觸發中斷

[其中，觸發兩次接收緩存溢出的時候，就會進入Overrun Error。

[比如說BUF長度為3，連續發兩次長度為4的數據，就會進入ORE。或者說第一次發送長度為2的數據，然后接著發送兩次長度為3的數據，也是會觸發ORE的，后續的兩次長度為3的數據因為有之前一條長度為2的鋪墊，都是視作BUF溢出的數據。但是如果發送一次長度為4的數據之后，后續發長度一條長度為2的數據，就會進入正常狀態，是有彈性的。彈性限度為BUF長度的兩倍，也就是說發送一次長度為6的數據，會立即進入ORE。

[ORE狀態下，串口進入ORE溢出中斷，無法繼續接收數據，但是可以發送數據，相當于接收數據不會觸發中斷了。

[對于ORE溢出常用解決方案有下：

關閉ORE中斷
采取雙重緩存

[無論哪一種方法都要理解HAL_UART_RxCpltCallback的實現原理：

HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)(中斷處理函數)
UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函數)
HAL_UART_RxCpltCallback(huart)(中斷回調函數)

[從上到下，層層封裝和調用。

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
uint32_t isrflags = READ_REG(huart->Instance->SR);
uint32_t cr1its = READ_REG(huart->Instance->CR1);
uint32_t cr3its = READ_REG(huart->Instance->CR3);
uint32_t errorflags = 0x00U;
uint32_t dmarequest = 0x00U;
/* If no error occurs */
errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_ORE | USART_SR_NE));
//close ORE check
//errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_SR_PE | USART_SR_FE | USART_SR_NE));
if (errorflags == RESET)
{
/* UART in mode Receiver -------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_SR_RXNE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET))
{
UART_Receive_IT(huart);
return;
}
}

復制代碼

[ 想要關閉ORE中斷，將errorflags中的USART_SR_ORE 這一位去掉即可，相當于對ORE錯誤不予檢查，經過實際的測試是可行的，實際的表現就是出現ORE溢出之后，串口只接受固定BUF長度的數據，對于溢出的數據直接丟棄，但是還需要考慮ORE溢出之后，那個時刻中BUF肯定是有數據，但是由于沒有清除BUF，后續的數據直接進來會導致錯位，因此想要真正實現完美的溢出數據丟棄處理且不影響后續的數據，是要在程序中加入清除BUF的指令的。但是這些方法都會影響HAL庫的底層代碼，包括去掉USART_SR_ORE 這一位，這也是STM32IDE的一點的不好的地方，底層文件是沒有用戶代碼入口的，修改IOC文件之后，一切都會回到最初的起點。

[ 其次就是雙重緩存，具體的就是將BUF長度設置為1，這樣子每一次收到一個字節的話都會調用回調函數，為什么長度長度大于1的時候會發生ORE，而1的時候可以接受很長的數據而不ORE呢，我猜是因為1的時候將某些位置位了，間接關閉了ORE，然后用戶自己定義BUF區，一個一個去讀取寫入，這個方法還可以實現不定長的接收，設置數據結束幀位就可以了。缺點也很明顯，當數據很長的時候，中斷要進入很多次，有點占資源了。

[用戶回調函數HAL_UART_RxCpltCallback只有接收到設定的BUF的長度才會調用一次，而不是有字節就調用，實現的方法在UART_Receive_IT函數中：

if (--huart->RxXferCount == 0U)
{
/* Disable the UART Data Register not empty Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_RXNE);
/* Disable the UART Parity Error Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_PE);
/* Disable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_ERR);
/* Rx process is completed, restore huart->RxState to Ready */
huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/*Call registered Rx complete callback*/
huart->RxCpltCallback(huart);
#else
/*Call legacy weak Rx complete callback*/
HAL_UART_RxCpltCallback(huart);
#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */

復制代碼

[if (--huart->RxXferCount == 0U)這一句，每次字節來都會調用UART_Receive_IT，然后RxXferCount減1，這個變量就是一開始設置的BUF接收長度，只有等這個到零了，才會調用HAL_UART_RxCpltCallback(huart)。

[最終，因為在項目中串口是需要來高頻率接收固定長度的測量數據的，但是在之前要用串口發送上電指令，這個指令會返回一個和測量數據長度不同的ASK信號，處理方法就是在上電之后，再開啟串口接收，這樣子就可以設置BUF長度為固定長度，同時稍微降低測量的頻率，讓串口接收有足夠的時間，避免ORE的產生。

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