STM32F401 HAL库实现DMA串口发送优化（不出错）

原创已于 2024-08-09 20:17:54 修改 · 539 阅读

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于 2024-08-09 17:03:06 首次发布

最近写了一个卡尔曼滤波的算法，运行一次加发送数据竟然要五六个毫秒于是将目光转向DMA发送，一下子单次运行时间减小了两个毫秒，但是在运行过程中发现时而有数据不换行，导致我在MATLAB上读取采集的数据时报错列数不对，所以个人对这个DMA发送做了一点改进，那我就先上代码再做讲解。

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义全局变量 u_buf 用于存储发送数据
static char u_buf[255]; // 要使缓冲区大小足够大

// 新定义的函数
void UART1_sprintf_DMA_send(const char *format, ...) {
    va_list args;
    int len;

    // 确保上一次 DMA 传输已经完成
    if (HAL_UART_GetState(&huart1) != HAL_UART_STATE_READY) {
        // 如果 UART 不处于就绪状态，则可以在这里添加错误处理逻辑
        return;
    }

    // 使用 vsnprintf 填充缓冲区
    va_start(args, format);
    len = vsnprintf((uint8_t*)u_buf, sizeof(u_buf), format, args);
    va_end(args);

    // 检查是否成功填充了缓冲区
    if (len > 0 && len < sizeof(u_buf)) {
        // 调用 HAL 库函数进行 DMA 发送
        HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)u_buf, len);
    }
}

首先要用到c语言的<stdarg.h>库，它是 C 标准库中的一个头文件，提供了一组宏，用于访问可变数量的参数。<stdarg.h> 头文件定义了一个变量类型 va_list 和三个宏，这三个宏可用于在参数个数未知（即参数个数可变）时获取函数中的参数。可变参数的函数通在参数列表的末尾是使用省略号 ... 定义的。

先在c文件中定义一个静态的缓冲区给串口，在函数传参用到一个const指针这个明白吧，就是为了在访问字符数据时不被其它因素修改，保证数据安全性，省略号就是我为了让它具有printf的功能，可传多个参数。

函数内部，定义一个va_list的类型，然后判断上一次缓冲区内的数据是否被DMA传完，下一步来到”va_start(args, format);“，它内部有一个void的指针让args可以指向format之后的参数列表中任何类型的数据，然后利用vsnprintf将数据写入缓冲区并返回数据长度，用va_end结束args的遍历。

最后用if判断发送的数据是否溢出缓冲区，溢出的话那发送了也是残缺的数据，就直接结束了，如果没溢出，就用Hal库的DMA发送函数把数据发送出去。

下面附上串口读取截图：

用串口助手读取了将近两万条数据吧，首先是包含发送过程的程序运行时间降了接近三个毫秒，然后也没有让matlab的读取过程报错列数不对了。

特别是有些哥哥姐姐们做积分运算的时候，对这个微观数据的切片可以忽视常规的串口发送影响将dt划分的更小了。

还可以把这个函数定义成宏：

#define UART1_sprintf_DMA(...)      UART1_sprintf_DMA_send(__VA_ARGS__)