STM32串口DMA连续发送两帧，导致数据部分覆盖的问题

问题描述

使用STM32的串口进行DMA发送（Noraml模式），在某个任务中连续调用两次发送函数log_printf()，但是发回的数据在串口调试助手上显示与预期不符。第一次发送的数据有一部分被第二次发送的数据覆盖，如图所示： 

任务代码如下：

/* Log_Task function */

void Log_Task(void const * argument)

{

  /* USER CODE BEGIN Log_Task */

  /* Infinite loop */

  for(;;)

  {

      if(router_rx_flag == 1)

      {

          router_rx_flag = 0;

          log_printf("Get ok\r\n");

          log_printf("%s",router_rx_buffer);

      }

    osDelay(100);

  }

  /* USER CODE END Log_Task */

}

从代码中可以看出，期望的结果应该是下图这样：

log_printf函数代码如下：

/* 

 * 名称: log_printf

 * 功能: 在串口1上打印出日志内容

 * 输入: 格式化输出的字符串

 * 输出: 无

 */

void log_printf(const char *format ,... )

{

    va_list arg;

    static char tx_buffer[256]={""};

    //把数据处理后放进缓冲区

    va_start(arg, format);

    vsprintf((char *)tx_buffer, format, arg);

    va_end(arg);

    //开始发送数据

    send_to_router((u8 *)tx_buffer,strlen(tx_buffer));

}

send_to_router函数代码如下：

void send_to_router(unsigned char *buffer,unsigned int length)

{

    //等待上一次的数据发送完毕

    while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) == HAL_DMA_STATE_BUSY)  osDelay(1);

    /* 关闭DMA */

    __HAL_DMA_DISABLE(&hdma_usart1_tx);

    //开始发送数据

    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,buffer,length);

    //  while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) == HAL_DMA_STATE_BUSY)  osDelay(1); /* 放在此处可以保证每次发送完全,但会占用时间 */

}

串口中断接收处理函数如下：

/* 

 * 名称: router_parse

 * 功能: 接收路由器数据的解析，在回调函数中调用

 * 输入: 空闲中断时串口1接收的数据长度

 * 输出: 无

 */

void router_parse(uint16_t buffer_len)

{

    char *p_start = NULL,*p_end = NULL;

    /* 只提取一帧NMEA数据,$开头,\n结尾 */

    p_start = strchr(usart1_rx_buffer,'$');

    if(p_start != NULL)

    {

        p_end = strchr(p_start,'\n');

        if(p_end != NULL)

        {

            memcpy(router_rx_buffer, p_start, (p_end - p_start + 1)); /* 保存数据 */

            router_rx_flag = 1;

        }

    }

}

分析过程

以前一直以为是send_to_router函数中的

    //等待上一次的数据发送完毕

    while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) == HAL_DMA_STATE_BUSY)  osDelay(1);

这一句的问题，即由于某种原因导致DMA缓存中数据未发送完全，但DMA状态却被释放了，结果重新开始了新一轮的发送，导致上次数据的后半部分被覆盖。但无论如何调试，都无法证实这个猜想，DMA外设没有出过任何异常。 

今天仔细观察了一下，“Getckey”和“Get ok\r\n”和”$Mickey\r\n“,为什是第二次发送的内容的后半部覆盖了第一次发送的内容，一般不应该是前半部分”(美元符号，此处会排版出错)Mic”吗？问题的原因可能与状态位无关。于是我再审视了一下send_to_router函数：void send_to_router(unsigned char *buffer,unsigned int length)突然间想到，入参只是一个指针，发送缓存区在log_printf函数中

static char tx_buffer[256]={""};

1

整理一下，整个发送过程流程如下：

log_printf(“Get ok\r\n”);时，“Get ok\r\n”被装进了tx_buffer，附带一个发送长度8字节。

send_to_router函数中，HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,buffer,length);开启了这个8个字节的发送。

8个字节可能只完成了“Get”的发送， log_printf(“%s”,router_rx_buffer);（即log_printf(“$Mickey\r\n“);）已经开始执行。

”$Mickey\r\n“被装进tx_buffer，附带一个发送长度9字节。

send_to_router函数中，因为上一次数据还没有发送完全，进入DMA状态等待循环。但是DMA发送指针char *buffer原本指向的那个地址的内容” ok\r\n“已经被”ckey\r\n“代替，所以就变成了”Getckey\r“。由于显示原因，只看到”Getckey“。

解决办法

把while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) == HAL_DMA_STATE_BUSY) osDelay(1);这一句放到缓存区tx_buffer装载步骤之前即可：

/* 

 * 名称: log_printf

 * 功能: 在串口1上打印出日志内容

 * 输入: 格式化输出的字符串

 * 输出: 无

 */

void log_printf(const char *format ,... )

{

    va_list arg;

    static char tx_buffer[256]={""};

    //等待上一次的数据发送完毕

    while(HAL_DMA_GetState(&hdma_usart1_tx) == HAL_DMA_STATE_BUSY)  osDelay(1);

    //把数据处理后放进缓冲区

    va_start(arg, format);

    vsprintf((char *)tx_buffer, format, arg);

    va_end(arg);

    //开始发送数据

    send_to_router((u8 *)tx_buffer,strlen(tx_buffer));

}

至于send_to_router函数中的该代码，保留或删除都可以。

后言

很久以前就开始使用STM32的DMA串口发送功能，套路基本上就是曾经的博文《iar中使用DMA+printf+uart1》所描述的那样。后来开始用STM32CubeMX了，把之前的例程稍微做了一些修改，调试成功之后，就一直沿用至今。期间，这个问题困扰了我很久，虽然在写代码时稍微注意一下就可避免其发生，但做技术的人都明白：千里之堤，溃于蝼蚁，放过任何一个小细节都可能在将来引发重大灾难。很庆幸今天能够找到问题的原因。 

再回去看来一遍《iar中使用DMA+printf+uart1》，其实这个问题的答案很早就写在里面了。。。 

找个时间，我会专门写一篇使用DMA串口Normal模式发送的博文，还是以Cube来创建工程。届时，再用一个例程完整复现和解决这个问题。