STM32 串口接收大量數據導致死機

http://blog.csdn.net/origin333/article/details/49992383

以下文章出自上面的鏈接。感謝原創作者的分享。

在一項目中，使用STM32作為主控，程序運行一段時間后概率出現主循環卡死現象。

 

問題分析如下：

1、程序USART2不停接收並處理串口數據，波特率115200；

2、主循環卡死；

3、USART1中斷及TIM2中斷響應函數運行正常；（USART1及TIM2中斷優先級均比USART2高）

4、出現現象后，拔掉USART2的接收數據線，現象不能回復正常；

5、出現現象后，拔掉后再插入USART2的接收數據線，現象不能回復正常；

6、並未出現HardFault現象；

 

基於以上4點，可能原因如下：

1、USART2接收中斷標志沒有清除；

2、堆棧數據溢出，導致程序異常；

        3、USART2中斷重入導致異常；

4、USART2中斷函數被異常響應；

        5、USART2中斷ERR；

 

對於以上可能原因一一分析：

1、中斷接收標志清楚問題：

（1）USART2接收中斷響應函數如下：

void USART2_Istr(void)
{  
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {   
        USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
        USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
        Data = USART_ReceiveData(USART2);
        //Process Data
    }
}

（2）出現現象后，通過Usart1中斷獲取到如下信息：

a. USART_GetITStatus(USART2,  USART_IT_RXNE)  == RESET

b. USART_GetFlagStatus(USART2,  USART_FLAG_RXNE)  == RESET

c. 執行USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE)及 USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE)后無法恢復正常；

 結論：與USART2 RXNE中斷標志無關。

 

2、堆棧數據溢出，導致程序異常；

（1）使用2倍棧空間，問題存在，概率不會降低；

（2）使用0.5倍棧空間，問題存在，概率不會提高；

（3）使用0.25倍棧空間，程序運行進入HardFault；

結論：與堆棧無關。

 

3、USART2中斷重入導致異常；

（1）使用標志法，確認出現問題時，中斷響應函數沒有重入；

結論：中斷響應函數沒有重入。

 

4、USART2中斷函數被異常響應；

（1）USART2中斷函數可以被正常調用，只是不停進入中斷響應函數，卡死主循環；

（2）檢查程序Map，沒發現與中斷響應函數地址相同的函數；

（3）檢查中斷向量表，沒發現異常；

結論：中斷函數沒有被異常調用；

 

5、USART2中斷ERR；

（1）關閉USART2中斷，主循環恢復正常；

（2）啟動USART2中斷，主循環卡死；

（3）獲取到DR=0x0000；

（4）USART_GetITStatus取到：RXNE=0,PE=0,TXE=0,TC=0,IDLE=0,LBD=0,CTS=0,ERR=0,ORE=0,NE=0,FE=0；

（5）通過USART_ClearITPendingBit清除CTS,LBD,TXE,TC,RXNE,IDLE,ORE,NE,FE,PE均無法恢復正常；

（6）通過USART_GetFlagStatus：

  a.第一次：CTS=0,LBD=0,TXE=1,TC=1,RXNE=0,IDLE=1,ORE=1,NE=0,FE=0,PE=0

b.第二次：CTS=0,LBD=0,TXE=1,TC=1,RXNE=0,IDLE=0,ORE=0,NE=0,FE=0,PE=0

c.第三次：CTS=0,LBD=0,TXE=1,TC=1,RXNE=0,IDLE=0,ORE=0,NE=0,FE=0,PE=0

（7）通過USART_ClearFlag清除CTS,LBD,TXE,TC,RXNE,IDLE,ORE,NE,FE,PE均無法恢復正常；

分析：

（1）為什么通過USART_GetITStatus獲取了所有中斷標志，均為RESET（TC、TXE中斷沒開），還會進中斷？

（2）為什么通過USART_ClearITPendingBit清除了所有中斷標志，還會進入中斷？

（3）為什么關閉USART2中斷后再次啟動它還會進入卡死狀態？

（4）為什么通過USART_GetFlagStatus第一次和第二次讀的不一樣？而且USART_ClearFlag清掉所有Flag，也沒法恢復正常？

 

帶着以上幾個疑問，查看了參考手冊，才恍然大悟！如下：

（1）打開RXNEIE，默認會同時打開RXNE和ORE中斷。

（2）必須第一時間清零RXNE，如沒及時清零，下一幀數據過來時就會產生Overrun error!

（3）錯誤就是ORE導致的

出現錯誤時，讀了RXNE=0，出錯應該是上圖打勾的情況，如下

 

（4）如文檔說明，要清除ORE中斷需要按順序讀取USART_SR和USART_DR寄存器！

那就是說USART_ClearFlag清掉所有Flag后，還必須讀一遍USART_DR寄存器！

      經過測試出現問題后依次讀讀取USART_SR和USART_DR，程序回復正常！

 

（5）那還有一個問題，為什么USART_GetITStatus讀不到ORE中斷標志？

讀USART_GetITStatus函數就知道了，只有CR3的EIE置1且SR的ORE置1，讀出來USART_GetITStatus(USART2,  USART_IT_ORE)  才是 SET。

見CR3的EIE位說明。

 

解決辦法，出現通過接收時，通過USART_GetFlagStatus讀取ORE，若不為RESET，則讀取DR數據丟棄。

修改如下：

 

void USART2_NewIstr(void)
{  
    if (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_PE) != RESET)
   {
       USART_ReceiveData(USART2);
     USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_PE);
   }
    
   if (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_ORE) != RESET)
   {
       USART_ReceiveData(USART2);
     USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_ORE);
   }
    
    if (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_FE) != RESET)
   {
       USART_ReceiveData(USART2);
      USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_FE);
   }
    
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {   
        USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
        USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
        Data = USART_ReceiveData(USART2);
    }
}

總結：

1、看文檔！看文檔！還是看文檔！（重要的事情要說3遍）

2、庫函數用的時候，也要注意其實現，稍有不慎就可能用錯。

3、注意USART_GetFlagStatus與USART_GetITStatus的區別，還有中斷響應機制。

4、任意時候都要考慮出錯處理。

 

查了一下 ，也有人遇到了相同的情況，可參考：

http://blog.csdn.net/love_maomao/article/details/8234039