STM32 串口3种工作模式比较

MCU：stm32f103 系列，串口有3种工作模式：查询、中断、DMA
三种工作模式的例程在STM提供的lib里都有，在此目录下：
\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Examples\USART

1，查询
查询最简单，效率也最低。

如要发送一个字节：

USART_SendData(EVAL_COM1, (uint8_t) ch);

/* Loop until the end of transmission */
while (USART_GetFlagStatus(EVAL_COM1, USART_FLAG_TC) == RESET)
{}

一直要等到发送完成后，才能继续，要知道串口的速度很低，MCU的速度很快，简直就是浪费。

上面程序可改进为：

USART1->DR = (u8) ch;

while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
{}

2, 中断
中断效率高，从51年代开始就已经使用，但如果发送/接收大量字节，会产生大量中断，影响整个系统效率。

在我的项目中，3个串口都用上，分别接控制台(console)、GSM 模块、汽车OBDII 的 KWP (k-line, k线)，
都不是属于需要大量传输数据的应用，而且在实际使用中，觉得中断会灵活、高效很多，所以这里着重介绍。

2.1, 串口发送环形队列
为了使用方便，定义了一个结构体：
struct icar_tx {
u8 buf[TX_BUF_SIZE];

u8 *out_last;
u8 *in_last;

bool empty;
};

当需要发送数据时，只需要往队列里放入数据，in_last指针加1即可，当然会根据 in_last, out_last 指针，检查buffer 是否满，满的时候会加1ms延时，大约能发12个字节(以115200 k/b 估算）；

只要empty标志不为真，就打开发送中断，开始发送数据，当然，如果缓冲为空时，会自动关闭发送中断，在中断里，会自动把 out_last 加1。

在应用程序更新指针及标志时，需要关闭发送中断，以免更新过程中，发生中断，相关指针被修改，从而影响判断结果。

2.2, 串口接收环形队列
struct icar_rx {
u8 buf[RX_BUF_SIZE];

u8 *out_last;
u8 *in_last;

bool empty;
bool full;
bool lost_data;
};

接收队列稍微复杂一点，当应用程序需要从buffer里取数据时，需要判断队列是否为空，如果标志 empty 为真，则无数据，否则可以取数据；另外，也要检查lost_data 标志，如果为真，说明接收队列已满，无法接受新数据，直接把新数据做丢弃处理，此时需要检查应用程序架构设计是否合理，因为mcu的速度是很快的（如72MHz），而串口速度比较慢（如115200 baud，约12k字节/秒），这样的条件下都发生接收数据丢失，真的需要改进应用程序。

3, DMA 方式
DMA方式适合于高速设置的数据传输，但在我的应用中，Uart 的速度并不是很高，所以并不合适。
DMA方式有个缺点，就是 STM32 的DMA通道有限，如果其它设备占用了通道，那么就不能使用，详见下表：



同样也定义了一个结构，但用了2个buffer，做乒乓算法：当DMA正使用buf1时，需要发送到数据保存到buf2里；
当buf2被DMA使用时，就保存到 buf1。
struct icar_tx {
u8 buf1[TX_BUF_SIZE];
u8 buf2[TX_BUF_SIZE];

u32 buf1_cnt;
u32 buf2_cnt;

bool use_buf1;
bool use_buf2;
};

接收功能没有用DMA方式，但原理是一样的，都可以开2个缓存，应用程序处理起来就麻烦一点。

如果有高人有很高效的办法，不妨介绍一下，谢谢。

上文提到的3种模式的驱动：stm32_uart.rar