大家好，我是小麥。
在嵌入式開發中，經常會用到串口通訊。面對不同應用場景，需要不同的方案。
今天我們來講一下高效，可靠，安全的方案，記得看到最后，會有收獲。
常見的有串口輪詢模式，串口中斷模式，串口DMA接收傳輸等等；
利用串口的空閑中斷配合DMA的環形緩沖區模式，可以高效接收不固定長度的消息報文
下圖中經過黃色的高電平時間空閑之后，就會產生一個空閑事件，IDLE EVENT
空閑信號
因為DMA功能有HC和TC中斷；
HC（Harf Complete）DMA傳輸一半成功標志；TC(Total Complete) DMA傳輸完成成功標志；
舉個例子；
如下圖所示，這里分配了一個DMA緩沖區，大小是12字節，如果從地址1開始接收，會出現以下這兩種情況；
- DMA接收到第6個字節的時候，會觸發HC事件；
- DMA接收到第12個字節的時候，會觸發TC事件；
HC TC
這個思路其實我之前也有實踐過，但是沒有很好地利用HC和TC事件。
所以無法處理這種情況，即DMA緩沖區處于環形模式（Circular）的時候，數據覆蓋的問題，最近看到了一個非常棒的開源項目，這里的思路非常不錯，下面會詳細介紹。
下面是DMA HC/DMA TC/Idle組合進行串口接收的細節，如下圖所示；
來自原項目
再次簡單介紹一下縮略詞的含義；
R讀取；W寫入；I空閑信號；HTHalf-Transfer complete DMA緩沖區半傳輸完成；TCTransfer-Complete DMA緩沖區全部接收完成；
這里簡單介紹一下情況E的解決方案，上面圖片最右邊小圖；
- 緩沖區大小20格，這里假設20字節，情況E需要接收30個字節，也就是說，10字節可能會被覆蓋；
- 經過前面的四次接收后，串口繼續從字母R處接收數據至DMA緩沖區；
- 接收4字節時，會觸發
TC事件，這時候可以將4字節數據處理；
第一步
- 因為是環形模式，所以回到第一個字節處，繼續接收10字節，觸發
HT事件，這時候可以處理10字節數據；
第二步
- 第三步，繼續接收10字節，觸發
TC事件，其中，已經有4字節被覆蓋（下圖橙色所示），因為之前這部分數據已經處理了，所以，即使覆蓋也不影響；
第三步
- 第四步，上述已經接收了24個字節，所以還有6個字節沒有接收，后面接收會產生空閑信號，并對之前的數據區域進行覆蓋，如下圖示所示；
所以，不難發現，如果只使用空閑中斷，如果需要接收的數據長度大于緩沖區，就會出現數據覆蓋的情況，而加上DMA的HT和TC中斷，就完美解決了這樣的問題；
當然除了這些，還有很多優秀的方案，這個項目提供大量的例子。
項目地址：https://github.com/MaJerle/stm32-usart-uart-dma-rx-tx
項目主頁
目前這個項目主要支持主流的STM32芯片平臺和一些開發板上的測試DEMO，具體如下所示；
支持平臺
相應的例子程序如下所示，除了裸機程序，還有環形緩沖區接收，輪詢接收，DMA+空閑中斷基于RTOS的模式接收，挺豐富的，可以參考一下；
例子程序
作者在 STM32F413-Nucleo 開發板進行程序的測試，發現優化效果很不錯；
在115200的串口波特率下，每秒發送1581個字節，大約142ms;
- 不使用DMA，CPU負載14%；
- 使用DMA，CPU負載0%；