前言:
stm32 是嵌入式 MCU 开发中最多应用的芯片,很早之前我们开发 ST 芯一般都是标准库开发,标准库简洁好读,现在要配合 CubeMX 生成代码,所以官方主推 HAL 库和 LL 库,但是 HAL 代码冗杂很绕,因为出来也不久,有些代码使用之后不是那么好用。
这次我就来分享两个实际使用过程中遇到的两个问题,一个是使用 uart 的发送中断进行数据发送产生的数组访问越界的问题。一个是 stop 模式下,dma 相关的外设休眠唤醒需要注意重新初始化。
这篇是 uart 使用的介绍:
作者:良知犹存
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情节介绍:
串口是我们经常是用的一个外设,一般我们为了发送速度变快,会使用 DMA 或者中断发送接收。而 CubeMX 配置下,HAL 调用了自己的一套函数 HAL_UART_IRQHandler 层层调用。
在官方提供的 stm32f4xx_hal_uart.c 文件中你可以看到如下函数:
void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)
{
.....
/* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
{
UART_Transmit_IT(huart);
return;
}
......
}
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其中在 UART_Transmit_IT 函数中 有一段 函数为
if (--huart->TxXferCount == 0U)
{
/* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
/* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
}
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这里会把发送的 TxXferCount 的计数值自减,并判断是否为零。正常工作都没有问题,可是我们的设备实际使用过程中,上层的部分断电之后,会给底层通讯串口带了一个中断,这个时候继续减下去就会出现出现一个很大值,这个是因为 TxXferCount 是一个无符号的 16 位数据。
__IO uint16_t TxXferCount; /*!< UART Tx Transfer Counter */
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debug 看到如下数据,原因上文提到。就是我遇到我们 Linux 核心板掉电之后会产生一个中断,导致这里判断时候自动减一,TxXferCount 从 0 变成 -1 因为是无符号数据,所以数据表现为 65535。
在全局搜索 TxXferCount 调用,我们可以看到 TxXferSize 是发送 buf 的长度数据
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
/* Check that a Tx process is not already ongoing */
if (huart->gState == HAL_UART_STATE_READY)
{
if ((pData == NULL) || (Size == 0U))
{
return HAL_ERROR;
}
/* Process Locked */
__HAL_LOCK(huart);
huart->pTxBuffPtr = pData;
huart->TxXferSize = Size;
huart->TxXferCount = Size;
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX;
/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(huart);
/* Enable the UART Transmit data register empty Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
return HAL_OK;
}
else
{
return HAL_BUSY;
}
}
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此外我们还会发现一处 huart->TxXferCount 计数 自减 使用。
此处的函数如下, 伴随着一个很大的 TxXferCount 开始自减, pdata16bits 开始自加。刚开始越界的时候由于该内存被初始化过,所以没有问题,该循环执行一会之后,程序就会进入 hardfault。
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
......
huart->TxXferSize = Size;
huart->TxXferCount = Size;
while (huart->TxXferCount > 0U)
{
if (UART_WaitOnFlagUntilTimeout(huart, UART_FLAG_TXE, RESET, tickstart, Timeout) != HAL_OK)
{
return HAL_TIMEOUT;
}
if (pdata8bits == NULL)
{
huart->Instance->DR = (uint16_t)(*pdata16bits & 0x01FFU);
pdata16bits++;
}
else
{
huart->Instance->DR = (uint8_t)(*pdata8bits & 0xFFU);
pdata8bits++;
}
huart->TxXferCount--;
}
......
}
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修改建议:
和硬件沟通过,他们的掉电机制,就是如此无法修改。所以我们进行软件的一些修改,因为会产生一个中断导致计数值自减,所以我们初步确认进行自减处进行限制,先增加一个零值判断。
又考虑到我们单包数据单次不会超过 150byte,所以又加上 150 字节的控制。(此处的数据流控制大家可以按照自己实际使用的情况进行酌情使用)
huart->TxXferCount > 150U
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原函数:
static HAL_StatusTypeDef UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
......
if (--huart->TxXferCount == 0U)
{
/* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
/* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
}
......
}
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改为:
static HAL_StatusTypeDef UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart)
{
......
if (huart->TxXferCount == 0U || --huart->TxXferCount == 0U || huart->TxXferCount > 150U )
{
/* Disable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_TXE);
/* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */
__HAL_UART_ENABLE_IT(huart, UART_IT_TC);
}
......
}
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最后代码可以正常的使用。
结语
这就是我分享的项目中遇到一个 st 官方库使用的问题,如果大家有更好的想法和需求,也欢迎大家加我好友交流分享哈。
作者:良知犹存,白天努力工作,晚上原创公号号主。公众号内容除了技术还有些人生感悟,一个认真输出内容的职场老司机,也是一个技术之外丰富生活的人,摄影、音乐 and 篮球。关注我,与我一起同行。
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