即使没有数据发送到UART，Isr也会一直被调用

Question

我想在我的USART1上启用isr进行空闲检测，但在控制寄存器中设置了适当的标志后，我在调试器中看到isr过程总是被调用。我的意思是，我在这个过程上设置了一个断点，所以我可以看到它总是被调用，而不是只调用一次，甚至是零次。老实说，我预计isr过程不会被调用，直到我向UART发送了一些数据...

下面是我的代码。我使用STM32F103和libopencm3。

extern "C" {
  #include <libopencm3/stm32/rcc.h>
  #include <libopencm3/stm32/gpio.h>
  #include <libopencm3/cm3/systick.h>
  #include <libopencm3/stm32/timer.h>
  #include <libopencm3/cm3/nvic.h>
  #include <libopencm3/stm32/usart.h>
  #include <libopencm3/stm32/dma.h>
}

static void rcc_setup()
{
  //Peripherals clock
  rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
  rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOB); 
}

int main()
{
  rcc_setup();
  
  rcc_clock_setup_in_hse_8mhz_out_72mhz();

  systick_set_clocksource(STK_CSR_CLKSOURCE_AHB_DIV8);
  systick_set_reload(8999);

  systick_interrupt_enable();
  systick_counter_enable();

  rcc_periph_clock_enable(RCC_USART1);
  rcc_periph_clock_enable(RCC_DMA1);

  // -> GPIO
  gpio_set_mode(GPIO_BANK_USART1_TX, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, 
    GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL, GPIO_USART1_TX);

  gpio_set_mode(GPIO_BANK_USART1_RX, GPIO_MODE_INPUT, 
    GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_OPENDRAIN, GPIO_USART1_RX);

  // -> Configuration
  usart_set_mode(USART1, USART_MODE_TX_RX);
  usart_set_baudrate(USART1, 9600);
  usart_set_parity(USART1, USART_PARITY_NONE);
  usart_set_databits(USART1, 8);
  usart_set_stopbits(USART1, 1);
  usart_set_flow_control(USART1, USART_FLOWCONTROL_NONE);

  USART_CR1(USART1) |= USART_CR1_IDLEIE; //without this, the isr is not called

  nvic_enable_irq(NVIC_USART1_IRQ);

  // -> Enable 
  usart_enable(USART1);


  while(true)
  {
    [[maybe_unused]] int x = 10;
  }
}

void usart1_isr()
{
  [[maybe_unused]]auto x = (USART_CR1(USART1) & USART_CR1_IDLEIE);
  [[maybe_unused]]auto y = (USART_SR(USART1) & USART_FLAG_IDLE);

    if (((USART_CR1(USART1) & USART_CR1_IDLEIE) != 0) &&
        ((USART_SR(USART1) & USART_FLAG_IDLE) != 0))
  {
    [[maybe_unused]] auto x = USART1_SR;
    [[maybe_unused]] auto y = USART1_DR; 

    // process_rx();

  }
}

Answer 1

如果要通过读取清除标志，就像某些UART或SPI外设有时所做的那样，您应该这样做：

void usart1_isr (void)
{
   // read registers in well-defined, clear order to ensure flags are cleared
   volatile uint32_t usart_sr = USART1_SR; // MUST be volatile 
   volatile uint32_t usart_dr = USART1_DR;

   ...
   if(usart_sr == USART_FLAG_IDLE) // check the local variable, not the register
   ....   
}

特别是，在嵌入式系统中不应该使用大脑受损的C++11 关键字！。因为(USART_CR1(USART1) & USART_CR1_IDLEIE)是一个int类型的左值，所以从局部变量中丢弃了volatile限定符。这又会导致编译器不能生成对应于实际寄存器读取的指令。

演示C++11 auto众多危险之一的简单示例

volatile int a=1;
auto b = a & 1; // b is now int, not volatile int

int* pa = &a; // not OK since a is volatile
int* pb = &b; // OK since b is not volatile

我强烈建议尽快将此程序移植到C。或者至少是对C++03来说。

编辑

好的，现在我对这一部分进行了RTFM，显然，在大多数情况下，你也可以通过向SR写入0来清除SR。引起中断的标志取决于您如何设置CR寄存器。将USART_CR1(USART1) |= USART_CR1_IDLEIE;设置为在线路空闲时生成中断，然后通过从内部读取SR来清除空闲位。

您已经告诉程序在线路空闲时生成无休止的中断，这就是它所做的。丢弃IDLEIE位，您应该只获得TX或RX的中断，理想情况下还应覆盖or和FE。

Answer 2

《STM32参考手册》解释说，只要在USART_ISR寄存器中执行IDLE=1，就会产生IDLE中断。当检测到空闲线路时，USART_ISR中的空闲位由硬件设置。它由软件清0，将1写入USART_ICR寄存器中的IDLECF值。我猜您需要在ISR中清除它，以防止中断立即被重新断言。尝试向usart1_isr()添加类似下面这一行的内容。

USART1_ICR = USART_ICR_IDLECF;  // Clear Idle flag in the USART_ISR register.