寻求STM32F051 UART1使用DMA跑6Mbps一主多从通信技术支持
各位大神你们好！本人在使用STM32F0和STM32F4做远程可插拔IO产品，遇到一些问题，请求帮忙。
一、性能要求
（1）一主多从，轮询问答方式；
（2）能跑6Mbps，主机收到从机应答后间隔50us左右发送下一次轮询，单次轮询字节12Byte，应答12Byte，判定超时时间为200us
（3）具备容错处理功能
（4）从机根据轮询报文中的地址字节是否为自己的来确定是否应答
二、硬件配置
主机主要使用的MCU：STM32F051C8T6和STM32F407VGT6
从机主要使用的MCU：STM32F051C8T6
高速485芯片：SP3078EE，TXD没有外部上拉，RXD用10K上拉，DE和RE用10K下拉
051系列利用DE功能驱动485的发送使能，407系列用IO驱动
三、软件配置
使用DMA发送并使能发送完成中断；使用DMA接收但不用DMA接收完成中断，而是用IDLE中断
四、目前状况
（1）目前只能跑到2Mbps，而且不是非常稳定，错误包太多，导致有效更新速度很低
（2）用外部接一个高速USB转485发现，发送出来的报文都没有错，只是有些报文从机没有回复
（3）两个MCU全部用Jlink仿真全速跑，出错以后，发现一部分是因为接收中断里面count和UART_DMA_POS_record相等，因此算出来的实际接收长度为0；另一部分原因是其中的某个字节传输错误导致最后CRC计算出错，但是我认真比对了MCU实际发送的和USB转485抓取的完全相同，但是另一个MCU接收的错误一个字节。
（4）上电一开始可以正常无差错运行1-3分钟，之后出错概率一直在增加，差不多10分钟就基本都是错的，主机LED指示灯显示大多数处于超时阶段，USB转485抓的报文也证明从机没有回复
五、串口软件配置(STM32F051为例)
void USART_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_1);
//USART1_TX -> PA9, USART1_RX -> PA10, USART1_RTS -> PA12
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// USART_DeInit(USART1);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 2000000;//921600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;//USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_Even;//USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_OverSampling8Cmd(USART1, ENABLE);
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
/// Modbus RTO settings
USART_MSBFirstCmd(USART1, DISABLE);
// USART_SetReceiverTimeOut(USART1, 100);
// USART_ReceiverTimeOutCmd(USART1, ENABLE);
// USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RTO, ENABLE);
// USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
// Test for circular 20180801
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC);
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_DECmd(USART1, ENABLE);
USART_DEPolarityConfig(USART1, USART_DEPolarity_High);
USART_SetDEAssertionTime(USART1, 10);
USART_SetDEDeassertionTime(USART1, 0);
DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)(&MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND);
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 12;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->TDR;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC2);
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
DMA_DeInit(DMA1_Channel3);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->RDR;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)(&UART1_RCV);
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = UART_DMA_SIZE;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC2);
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC, ENABLE);
// DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC, ENABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t temp = 0;
uint16_t u16temp = 0;
uint32_t length = 0;
uint32_tcount =0 ;
intindex =0 ;
// Test for circular 20180801
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
{
// for 051 series
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
// for 407 series
// u16temp = USART1->SR;
// u16temp = USART1->DR;
index = DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);
count = UART_DMA_SIZE - index;
if( count >=UART_DMA_POS_record )
{
MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN =count - UART_DMA_POS_record;
}
else
{
MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN =count - UART_DMA_POS_record + UART_DMA_SIZE;
}
// Hurry20180810
// Just copy the data stream with length 0x0C
if(MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN == 0x0C)
{
for(index =0;index < MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN; index++)
{
MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV = UART1_RCV;
}
// To inform the data stream received
MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADU_RCV = 0xFF;
}
// Update the UART_DMA_POS_record
UART_DMA_POS_record += MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN;
if(UART_DMA_POS_record >= UART_DMA_SIZE)
{
UART_DMA_POS_record -= UART_DMA_SIZE;
}
}
}
void DMA1_Channel2_3_IRQHandler(void)
{
if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC2) != RESET) //??DMA1TC1??
{
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC2);
DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
}
}
void ModulbusMain( void )
{
UBYTE CRCTemp = 0;
if( MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADU_RCV )// One complete Modulbus ADU has been accepted
{
MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADU_RCV = 0x00;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN = 0x00;
if( (MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV == 0x68) && (MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV == MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADD) )
{
// Check CRC
CRCTemp = MODBUSCRC( (&MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV), 11 );
if( CRCTemp == MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV )// Check the ADU data validity
{
// if( (MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV == MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADD) )
{
// DO1~8
if( MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV != MODBUS_SYS_PTR->DataRecord)
{
MODBUS_SYS_PTR->DataRecord = MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV;
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x01)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x02)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x04)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x08)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x10)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x20)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x40)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}
if(MODBUS_SYS_PTR->DataRecord & 0x80)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
}
MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND =MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_ADD;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND =MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND =0x68;
CRCTemp = MODBUSCRC( (&MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND), 11 );
MODBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_SND =CRCTemp;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_SND_LEN = 0x0C;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_SND_MAX = MODBUS_SYS_PTR->ADU_SND_LEN;
MODBUS_SYS_PTR->ADU_SND_DONE = 0x01; // Transmitting
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel2, 12);
DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);
}
}
}
else// Reject
{
MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_TIMER1_ON = 0x01;// Add 20171017
MODBUS_SYS_PTR->BACKBUS_Poll1ms = 0;
}
}
else// Reject
{
MODBUS_SYS_PTR->MODBUS_TIMER1_ON = 0x01;// Add 20171017
MODBUS_SYS_PTR->BACKBUS_Poll1ms = 0;
}
}
}
请有用过STM32F051和STM32F407高速UART的大神及专家予以帮助，万分感谢！
上海鹤锐电子科技有限公司
李仁涛18601228404（微信同号），QQ 157454269 都6Mbps了，是时候放弃UART吧。UART在这种情况下，一定会很不稳定，对硬件要求很高（波形的完整性）。 多谢阿！
如果能不使用UART当然方案很多，现在是被迫不得不使用UART... 今天又做了几个试验，发现进入UART中断后，经常会发生ORE和NE事件
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t temp = 0;
uint16_t u16temp = 0;
uint32_t length = 0;
uint32_tcount =0 ;
intindex =0 ;
// Test for circular 20180801
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
{
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);
index = DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);
count = UART_DMA_SIZE - index;
if( count >=UART_DMA_POS_record )
{
BACKBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN =count - UART_DMA_POS_record;
}
else
{
BACKBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN =count - UART_DMA_POS_record + UART_DMA_SIZE;
}
// Hurry20180810
// Just copy the data stream with length 0x0C
if(BACKBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN == 0x0C)
{
for(index =0;index < BACKBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN; index++)
{
BACKBUS_SYS_PTR->ADU_BUFF_RCV = UART1_RCV;
}
// To inform the data stream received
BACKBUS_SYS_PTR->BACKBUS_ADU_RCV = 0xFF;
}
// Update the UART_DMA_POS_record
UART_DMA_POS_record += BACKBUS_SYS_PTR->ADU_RCV_LEN;
if(UART_DMA_POS_record >= UART_DMA_SIZE)
{
UART_DMA_POS_record -= UART_DMA_SIZE;
}
}
// deal with error instance
if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_ORE)==SET)
{
USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_ORE);
temp = USART1->RDR;
UART1_ERROR_COUNT |= 0x0001;
}
if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_NE)==SET)
{
USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_NE);
temp = USART1->RDR;
UART1_ERROR_COUNT |= 0x0010;
}
if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_FE) != RESET) /// Timeout event
{
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_FLAG_FE);
temp = USART1->RDR;
UART1_ERROR_COUNT |= 0x0100;
}
if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_PE) != RESET) /// Timeout event
{
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_FLAG_PE);
temp = USART1->RDR;
UART1_ERROR_COUNT |= 0x1000;
}
}
分支if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_ORE)==SET)和 if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_NE)==SET)经常进去，我在主程序里面加了判断，如果有错误发生，就重新初始化串口，但是结果就是经常出错，所以经常初始化...
我在运行的时候量了SP3078的电源3.3V，非常稳定，就算出错的时候也没有任何波动，而且纹波峰峰值才20mV左右
不知道哪位大神有什么办法给指点指点 调整参数，看代码是不是有什么循环问题。设置中断检查这2个IF语句，检查串口硬件BUG. feixiang20 发表于 2018-8-13 23:14
调整参数，看代码是不是有什么循环问题。设置中断检查这2个IF语句，检查串口硬件BUG. ...
能再说的具体点吗 关注中，希望给有人解决 分析了一下LZ的问题，个人觉得应当从硬件跟软件两个方面进行考虑：
硬件：
1，查过资料，407跟051都能达到6Mbps的通讯能力，但是这个已经达到了051的极限值，可以使用一组407对407试一下；
2，通讯距离与通讯材质，485的通讯波特率与使用的通讯材质以及通讯距离相关，像这种高速通讯方式，要求会比较苛刻。
软件；
1、6Mbps的波特率下，1Byte的传输时间为4/3us，LZ需要通过反汇编的方式查看一下接收中断里面的程序的执行时间，至少应当小于等于1Byte的传输时间，还得保证接收中断的优先级最高。
暂时想到的就这么多，希望LZ能早日解决问题。 路过 个人见解
硬件：
1、查询官方资料，可以确定407和051的UART都能达到6Mbps的通讯速率，但这已经是051的最大极限值。建议LZ使用一组407互相通讯测试一下；
2、485的通讯速率与通讯距离以及使用的通讯材质相关，通讯速率与通讯距离成反比，6M的速率，通讯距离不能太长，否则要加中继。不知LZ测试的通讯距离以及线材是什么情况，但是测试时可以尽量缩短距离，使用符合标准的线材。
软件：
6Mbps的通讯速率，则一个字节的传输时间为4/3us，2Mbps则为4us。LZ需要分析一下接收中断里的程序执行时间，如果大于或等于（甚至略小于）1个字节的传输时间，那么就会出现当前接收的数据还未处理完成，下一个字节已经到达，导致数据丢失。这也是系统开始时还能正常工作，一段时间以后就不能正常通讯的一个原因。
暂时能想到的就这么多，希望LZ早日解决问题。
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