Проблема передачи STM32 UART (режим блокировки и прерывания)

У меня проблема с функцией HAL_UART_Transmit_IT из библиотеки HAL. Я использую эту функцию в двух местах программы:

  1. В функции HAL_UART_RxCpltCallback, где я записываю обратно в UART данные, полученные при прерывании (просто эхо). Здесь все работает правильно.

  2. В функции Print_CAN_Frame, где я отправляю каждые 3 секунды сообщения по UART (из функции main). Раньше я использовал там функцию блокировки (HAL_UART_Transmit) и правильно программировал данные. Но когда я изменил его на innterrupt (HAL_UART_Transmit_IT), я получаю странные символы, как на экране здесь: экран TeraTerm. Самое интересное, что обе функции принимают одинаковые аргументы, поэтому они не должны различаться ... Я использую плату Nucleo F303RE.

#include "main.h"
#include "main.h"
#include "stm32f3xx_hal.h"
#include "stm32f303xe.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>

void SystemClockConfig(void);
void UART2_Init(void);
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
void ClearArray(uint8_t array[], uint32_t size);
void Print_CAN_Frame(char CanFrameName[], uint32_t CanID, uint32_t CanDlc, uint8_t CANmsg[]);
void parseFromUART(char CanFrame[]);
uint8_t* convertToHex(char *string);
void saveDataToFrame(CAN_MessageTypeDef canBuffer);

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define FIFO_BUFFER g_rxFifo;

CAN_MessageTypeDef IPC_Ligths =
{
        0x2214000,                          // ID
        6,                                  // DLC
        {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},    // TX frame
        {0}                                 // RX frame initialization
};

CAN_MessageTypeDef canUartBuffer;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);

uint8_t data_buffer[70];
uint32_t count = 0;
uint8_t rcvd_data;
uint8_t flag_UART_TX_COMPLETED = FALSE;
uint8_t flag_UART_RX_COMPLETED = FALSE;


int main(void)
{
 
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rcvd_data, 1);
 
  while (1)
  {
      Print_CAN_Frame("Tx", IPC_Ligths.ID, IPC_Ligths.DLC, IPC_Ligths.CAN_Tx);
      HAL_Delay(3000);

            while((flag_UART_RX_COMPLETED && flag_UART_TX_COMPLETED) == TRUE)
            {
                ClearArray(data_buffer, 70);
                count = 0;
                flag_UART_RX_COMPLETED = FALSE;
                flag_UART_TX_COMPLETED = FALSE;
            }
  }
}


void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_BYPASS;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSE;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART2;
  PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_USART2_UART_Init(void)
{
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.Init.BaudRate = 115200;
  huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}


static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : B1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(B1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : LD2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LD2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LD2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if (rcvd_data == '\r') {
        data_buffer[count++] = '\r';
        flag_UART_RX_COMPLETED = TRUE;
        if (HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, data_buffer, count) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }
    }
    else
    {
        data_buffer[count++] = rcvd_data;
    }
    HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rcvd_data, 1);
}

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
        flag_UART_TX_COMPLETED = TRUE;
}
void ClearArray(uint8_t array[], uint32_t size)
{
    for (int i = 0; i < size; ++i)
    {
        array[i] = 0;
    }
}

void Print_CAN_Frame(char CanFrameName[], uint32_t CanID, uint32_t CanDlc, uint8_t CANmsg[])
{
    char buffer[100] = {0};
    sprintf(buffer,"CAN_%s| ID:0x%02X| DLC:%d| FRAME: ",CanFrameName,(unsigned int)CanID,(unsigned int)CanDlc);
    for (uint8_t i = 0; i<CanDlc; i++)
    {
        sprintf(buffer+strlen(buffer),"%02X ",*(CANmsg+i)); // print all DATA elements one by one
    }
    sprintf(buffer+strlen(buffer),"\n\r"); // add in the end of each frame new line and ....
// Problem in here:
    HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer));
//  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer),HAL_MAX_DELAY);

}

void Error_Handler(void)
{
 
    while (1)
        ;
}

person Daniel    schedule 06.07.2020    source источник
comment
Вот страница форума, которая может пролить свет: community.st.com/ s / question / 0D50X00009XkeYkSAJ /   -  person Craig Estey    schedule 06.07.2020
comment
Я немного изменил функцию Print_CAN_Frame, чтобы она напрямую отправляла таблицу uint8_t. Все значения переписываются, как здесь: uint8_t uint_8_Buffer[70]; ClearArray(uint_8_Buffer, 70); for (uint8_t i = 0U; i<strlen(buffer);i++) { uint_8_Buffer[i] = (uint8_t)buffer[i]; } И отправляются с использованием interrputs: HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, uint_8_Buffer, strlen(buffer)); Это намного лучше, но все равно работает неправильно. Я заметил, что отображение символов зависит от функции HAL_delay в основной функции.   -  person Daniel    schedule 08.07.2020
comment
Когда я пропускаю в коде функцию HAL_delay, иногда некоторые символы теряются (например, символ № 5 вообще не существует в COM-порту в замазке). Кажется, что сообщения перезаписываются (если нет буфера), если есть без задержки. Но почему, когда есть задержка, например, 100 мс, почему данные отображаются неправильно (проблема с несколькими последними символами - ›screen)? Тот же буфер данных, отправленный в функции HAL_UART_Transmit, работает нормально.   -  person Daniel    schedule 08.07.2020


Ответы (2)


Предупреждение: не полное решение, но некоторые наблюдения.


Состояние гонки

Похоже, у вас есть некоторые условия гонки между ISR и основной функцией. Когда вы делаете что-то на уровне задачи, которое изменяет переменные, которые используются в ISR, уровень задачи должен обернуть такой доступ к общим переменным в (например):

disable_interrupts();

// change variables used by ISR ...

enable_interrupts();

То же самое для любых переменных, измененных ISR, которые читаются / используются на уровне задачи. Они также должны быть завернуты (например):

disable_interrupts();

int saved_value_1 = global_variable_1;
int saved_value_2 = global_variable_2;

enable_interrupts();

// do stuff with the saved_value_* variables ...

Ваш Print_CAN_Frame сломан.

В любой версии buffer имеет область видимости функции (т.е. находится в стеке). Когда функция возвращает буфер, он выходит за пределы области видимости (т.е. он больше не используется).

HAL_UART_Transmit_IT не блокирует. Когда он возвращается, ничего не было передано. Он просто устанавливает адрес / счетчик буфера в управляющей структуре. Ожидается, что буфер будет оставаться стабильным до тех пор, пока все символы не будут отправлены [под управлением прерывания через некоторое время].

Как и у вас, после возврата из вашей функции структура управления указывает на стековую память, которая может иметь произвольные значения [потому что другие функции могут быть вызваны и перезаписать кадр стека несвязанными значениями].

Сделайте buffer в Print_CAN_Frame переменной static. Или, что еще лучше, измените имя буфера на (например) print_can_buffer и сделайте его глобальной / файловой областью, как вы сделали для data_buffer


Вы не проверяете ошибки / возвращаемые значения из HAL_* примитивов.


Возможно, вам потребуется разработать кольцевую очередь событий для отладки. Я делал это много раз в прошлом и считаю это чрезвычайно полезным.

В ключевых точках кода вызывайте функцию event_add, которая хранит в кольцевой очереди структур, которые имеют метку времени, тип события и значение типа (например,):

event_add(EVENT_TYPE_TXSEND,'\r');

После того, как все будет сделано, вы можете выгрузить эту кольцевую очередь, чтобы увидеть, что происходило в критические моменты, чтобы у вас была история, аналогичная трассировке логического анализатора [аналогичная Sun dtrace].

Примитивы кольцевой очереди [в частности, event_add] должны быть заключены в cli/sti пар, как упомянуто выше.

person Craig Estey    schedule 08.07.2020
comment
Спасибо. Для меня микроконтроллеры все еще в новинку, и я все еще изучаю их. Я не учел эти вещи и постараюсь все это реализовать. Я все еще думаю о том, чтобы справиться с этим с помощью DMA, потому что, насколько я знаю, это может быть лучшим решением (с точки зрения высокого трафика на шине). - person Daniel; 09.07.2020

Думаю, я нашел решение. Данные в функции Print_Can_Frame после преобразования типа в массив uint8 и отправки массива в этой форме начали работать правильно:

Clear_Array(uint_8Buffer, 70);
    for (uint8_t i = 0U; i<strlen(buffer);i++)
    {
        uint_8Buffer[i] = (uint8_t)buffer[i];
    }
    
if (HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, uint_8Buffer, strlen(buffer)) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

Решение некрасивое, но работает

person Daniel    schedule 30.07.2020