一、开发板平台简介：
5 V, q- W0 b3 M3 }8 g9 B# U1、开发板资源简介
（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
8 z, O# s4 [, x6 i7 R（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
（4）开发板主芯片主频：80MHz
（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB
9 m) m& C$ [" h; F2 E



! w& P- A$ n/ b- P- G1 ?7 g
/ U& \* b3 W  l7 O) X5 M" p. i4 w2、LED灯资源
2 V6 I( g: ~. r4 ^; q9 \( `（1） STM32L431RCT6开发板共5个LED灯资源，其中一个红色LED为系统指示灯，指示开发板供电系统是否正常，如供电系统正常，红色LED为上电常亮状态，硬件原理图如下图所示：
4 V# Q+ m. A7 K' t
4 k! c8 L& ]: w6 e6 q
! Q% t  ]& e+ v. {/ @, k

（2）其他四个LED灯为黄绿色可控LED，高电平点亮、低电平熄灭，计划用LED常亮验证看门狗的作用，硬件原理图如下图所示：
( k4 r* l6 k- O: k7 {! x
( d; B; f; ?+ g- |# C* {
1 B* I: W. s( d0 d  K6 Y) E
( Q6 V! h7 u- p) t  W5 D3 Y​3、串口DMA收发工作原理
4 b$ S$ x% H/ j7 A+ K5 m 串口全称为串行通讯接口，即数据在通信线上一次传输一位，按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），使用TTL电平，串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。

     （1）我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出，使用时，只需要用公对公USB线连接电脑即可（注意也得需要安装CH340G驱动），后期验证试验也可使用该串口作为debug串口。
" r( C) t" _9 z! B( _7 r- v4 d
     （2）开发板上的其他串口已通过排针引出，为TTL电平，通信的时候需要注意选择对应的电平模块，如USB转TTL串口模块等。
8 C/ [  m0 r* F! P( `5 G
TTL转CH340串口，硬件原理图如下所示：

2 ?, R6 [+ v0 Z+ V7 `
. G+ ?+ U, s% @& ^  b& A
! ^8 W; Y/ c3 JDMA(Direct Memory Access) ：直接存储器存取，是单片机的一个外设，它的主要功能是用来搬数据，但是不需要占用 CPU，即在传输数据的时候， CPU 可以干其他的事情，好像是多线程一样。数据传输支持从外设到存储器或者存储器到存储器，这里的存储器可以是 SRAM 或者是 FLASH。
- ^# W; V2 _& A0 ]5 n% R/ I
# X9 o1 g2 q3 I0 m0 XDMA 控制器包含了 DMA1 和 DMA2，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。要注意的是 DMA2 只存在于大容量的单片机中。
! E/ l  `" V& }, r" f
: W( _7 O  \9 B2 o* P
- P, b# V# K  k+ k: S+ d0 `
  二、串口DMA收发实验过程
8 a  C2 u2 r3 {0 s1 i6 L; b- G: ?1、新建STM32CubeMX基础工程
& W1 u+ Y7 h" f0 J* X（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"

/ ]5 p) I4 H+ D7 P
$ K% V" m1 Q. s# k+ C- i4 i1 \
; v. v  u, N2 R（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。
9 J! C/ M, j7 o7 C' U, `+ {9 \
) o0 a, F' v" L0 p  i
' m, }# ^5 u9 m7 y: T$ z( x
（3）昨天搜索框中输入（或选择）所需的主芯片型号（因为我们用的是STM32L431RCT6开发板，所以此处选择STM32L431RC），然后在右下角选择STM32L431RCTx（因为开发板主芯片是STM32L431RCT6），左键双击即可打开新建的项目。
, \" {: T; u9 Z  I8 @& m% C

9 X+ t( O; N8 q1 ]5 I! h
（4）选择时钟源。

        因为开发板上有8M外部时钟，硬件原理图如下所示，所以此处选择使用外部高速时钟（HSE）。




# t. P3 i. H8 |" x! G        因为我们没有用到外部低速时钟（LSE），此处不做处理，如下图所示。
7 m( M, j! Q: n4 s! m& ]2 Z

2 F2 {& S' e/ G0 L
2、配置GPIO控制LED
（1）查开发板原理图得，LED1、LED2、LED3、LED4的控制引脚分别为：
0 K* |. b% X( {0 ~5 _9 U0 aLED1——PC0
LED2——PC1
% {5 q; K# T7 K  T. O- SLED3——PC2
. A, A  X( \. F8 D" t/ N( H2 G% VLED4——PC3

（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。
2 g9 w# i% g  r2 @
% K7 T$ A! Y6 X( R; b鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式
( h; a" r8 ~# ?9 p$ ^5 [3 |鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
  Z6 n& S- G$ O0 }% |' _- v9 m. [+ ]鼠标左键点击PC2,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
2 ^: ?4 i3 N9 z' J5 F8 d鼠标左键点击PC3,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。


% R. j3 E9 A+ a
1 [0 v; H# ?4 T" K8 z4 p% G
; n; b5 n0 b- i0 M0 J# a
7 x' l  G# G; `4 X/ D% p4 ]. ^$ j（3）也根据自己的需求配置GPIO的参数，如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低，此处采用默认参数即可，不用修改。
6 H" O5 x4 w$ `  o8 n; i: ~1 r


​​3、配置PA9、PA10为串口
# @/ l% g7 n6 N8 K（1）查原理图得知，串口1使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下：

8 R* S/ |2 L) Z% I0 A8 \4 ^

序号1用来设置串口收发引脚的选择。
序号2-3-4-5-6设置串口参数，如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。

7 z" S: B1 G: R7 {5 d5 p8 C% Q0 o（2）设置NVIC settings 使能接收中断
  U% `* E% H* N+ }! y

9 ~4 a" F0 v+ f+ ]3 x
5 q" V( P. _. @8 W5 H4 z: m3、串口DMA设置



2 W' e7 Q" ^8 N1 g& y（1）根据DMA1通道预览可以得出，我们用的串口1的TX、RX分别为通道4、通道5：
  T* l, `4 g9 S" u/ o" Q, l  t点击DMASettings 点击 Add 添加通道
选择USART_RX USART_TX 传输速率设置为中速
# K1 Q: }8 R: \  iDMA传输模式为正常模式，即发送一次就结束。
DMA内存地址自增，每次增加一个Byte(字节)



（2）DMA相关参数解析
0 s# @. z9 \3 F3 i1 _  V4 T" qDirction ： DMA传输方向有四类
外设到内存 Peripheral To Memory
2 W, |+ N9 J2 b  R  `) `4 N内存到外设 Memory To Peripheral
# O$ u' r7 F8 d! Z! _+ B内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral
0 p' U/ V2 x3 i5 Y& {7 J; `9 w! S
Priority： DMA通信传输速度有四类
) j' v4 u& w5 N  v最高优先级 Very Hight
高优先级 Hight
3 v) N" W! P: i& k# \& }8 F中等优先级 Medium
低优先级；Low
; [7 h3 F6 [' g3 F- q
9 O) ^, r. y. u% P  @/ nMode：DMA传输模式有两类

9 o3 m7 N; J4 T/ J
" J) V2 w, d% `3 Y1 g' s
& `- U. q0 ]3 d: B: p$ fNormal正常模式：当一次DMA数据传输完后，停止DMA传送 ，也就是只传输一次。
Circle循环模式：传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止。

0 o5 x% s6 P1 m0 JIncrement Address-DMA指针递增设置：

$ O' N$ @0 O- s: y; D


4、配置项目工程参数
- S" H  ?$ e# [5 ]" W（1）配置时钟树，用于系统内部时钟，以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率，内部最大倍频80MHz。

5 s  ]- }" V* Q8 D

（2）完成配置工程。
备注：需要注意代码生成过程中的继承关系，如图所示：需要保留开发者自己编写的代码时，请根据配置设置，不然生成代码后会删除自己编写的代码（从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。）

  f! E. @' v7 o$ J& Q0 S/ g- B) ?



（3）生成代码。
! h& Y; L7 {& n$ ]5 [9 j( S
" Z, a" R" D; Z3 s1 j4 T% Q备注：使用Generate CODE生成工程代码前，请确保文件路径无中文，否则会生成项目失败。
# d. v2 `2 \9 V, u5 ?
. ]& o$ o$ x# p
​
（4）工程代码生成成功。
2 }/ e4 Q: I( r% G& y6 I

; {+ S+ E; u9 F# B' ~
三、在KEIL 5中编写代码
7 s; ~  _' l% c$ M1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
0 }+ u( p/ L% a, y$ S源码使用说明：使用前必须把项目工程复制到无中文路径的文件夹下使用。
（1）找到刚才新建工程的存储路径，安装项目名称，打开项目工程.uvprojx。
4 i( a) _. S7 u


2、添加LED指示灯作为系统提示
- y) T2 v, q: e& L' A添加每隔100ms，LED1、LED2、LED3、LED4闪烁一次的系统提示，用于提示程序运行正常。



3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码
（1）STM32 HAL函数库的串口DMA相关函数如下：

1. HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
   
2. HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
   
3. HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
   
4. HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
   
5. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
   ! i! X6 T' ]$ A/ s/ R+ _! N2 k# D
6. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
   . x$ D" L2 P! l9 V& N; U; Q
7. HAL_UART_DMAPause() 暂停串口DMA
   3 c0 o( M4 X9 E/ g2 l1 r! A
8. HAL_UART_DMAResume(); 恢复串口DMA
   . O6 K0 S% M% z3 I8 r
9. HAL_UART_DMAStop(); 结束串口DMA

复制代码

（2）main.c添加串口DMA发送函数相关代码：
  a7 ?; ^8 K2 H" Y% o$ b. n

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   # n4 ?8 x+ n& x6 |, m
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   0 q1 B8 M( |% h: H. q3 r; }
3. uart_rx_struct uart_rx_struct_t={0};                                //串口接收数组
   1 J( L2 g: u6 Z$ F9 }: m
4. /* USER CODE END 0 */

复制代码

1. int main(void)
   % h" j# Y) q) Q  i8 Q4 b# y
2. {
   
3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
   
4.     uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
   1 d8 W( X# ^+ m0 @, L
5.     /* USER CODE END 1 */
   * z0 I0 e4 l- Y3 J6 }
6. 
   
7.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   
8. 
   
9.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   - }; d. P  D' Z
10.     HAL_Init();
    
11. 
    : v! k+ T: C8 {3 {, ?
12.     /* USER CODE BEGIN Init */
    
13. 
    # l9 w0 W0 J( Q
14.     /* USER CODE END Init */
    7 D5 m; u+ k! [, y3 ~- O
15. 
      j" c* X4 Q0 V; B+ t- x( ~
16.     /* Configure the system clock */
    
17.     SystemClock_Config();
    
18. 
    
19.     /* USER CODE BEGIN SysInit */
    % k6 b! I3 ]/ L! l6 h) f& G
20. 
    
21.     /* USER CODE END SysInit */
    
22. 
    
23.     /* Initialize all configured peripherals */
    
24.     MX_GPIO_Init();
    " V) S# [+ J8 |, G, _9 F9 r/ Q- s  R
25.     MX_DMA_Init();
    
26.     MX_USART1_UART_Init();
    
27.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    ! o3 a0 n( y. Y
28.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    & E3 }: [4 V7 `! E; [
29.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    
30.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    
31.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    & _5 u& \9 R( x+ h8 X: B
32.     HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)transmit_str, sizeof(transmit_str));    //
      G+ Z& c9 h0 L( Z# f" f2 g* Z3 e
33.     HAL_Delay(5);
    6 `$ ~6 U& J% n/ o
34.     HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    & S$ q2 k) N' D$ ?# M
35.     __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    
36. 
    
37.     /* USER CODE END 2 */
    
38. 
    0 h6 n4 [6 F0 v' t
39.     /* Infinite loop */
    
40.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
    . q0 S) M" @- _7 }; K  @5 y: r
41.     while (1)
    1 g# h: v6 e9 [) |( h8 B: j( k7 {4 p; Y
42.     {
    
43.         /* USER CODE END WHILE */
    
44. 
    
45.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    ) e' k9 B/ F& g3 p$ F
46.         HAL_Delay(100);
    
47.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    
48.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    
49.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_2);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    6 o2 ]! x8 H; |3 O& ^
50.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_3);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    0 i7 p2 u5 Z& N7 g! f' m1 E
51.         if(uart_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //DMA接收完成
    
52.         {
    
53.             HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, uart_rx_struct_t.uart_len);    // 将接收到的数据发送回去
    : p/ w: v3 V) T/ _7 ?* r
54.             uart_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
    3 k8 t6 D2 P. k2 K3 O8 F
55.         }
    ; G9 ~5 O6 `- s- x" t  S) s
56. 
    ( b, }8 G' {( p. Y4 o
57.     }
    
58.     /* USER CODE END 3 */
    2 U# d4 W$ {9 \" t
59. }

复制代码

. o2 J: j7 f1 |& \* s（3）main.h相关变量声明
( O. R% Q4 M3 J7 Z& C; ~% m3 n. y

1. /* USER CODE BEGIN ET */
   
2. #define UART_RX_LEN 1024                // 一次最大接收的数据量
   
3. typedef struct
   
4. {
   
5.     uint8_t uart_rx_buf[UART_RX_LEN];  // DMA数据接收缓存数组
   ; X; f& b9 t9 E+ d- S
6.     uint16_t uart_len;                 //DMA数据接收长度
   $ c8 }; `- w1 C1 K  l# c  B
7.     uint8_t uart_rx_flag;              //接收完成标志位
   
8. }uart_rx_struct;
   
9. extern uart_rx_struct uart_rx_struct_t;  
   * p; m) {" ]4 ?/ j
10. 
    ! @$ ~: U3 Z  M  @( B, W
11. /* USER CODE END ET */

复制代码

) D# }% U' b6 g( d2 z4 a5 X1 r4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码
（1）DMA接收设置前铺垫知识点：
( h5 a7 e% i1 O        STM32的IDLE的中断产生条件：在串口无数据接收的情况下，不会产生，当清除IDLE标志位后，必须有接收到第一个数据后，才开始触发，一但接收的数据断流，没有接收到数据，即产生IDLE中断停止。

（2）添加DMA接收处理代码

! y0 z" s! i& p# x, q1 _& g% M6 jstm32f1xx_it.c中添加代码如下：

1. void USART1_IRQHandler(void)
   
2. {
   0 [' i9 Q9 T6 y- m; x! `
3.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
   3 f5 _& R; [8 e& I0 g* b
4.     if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置位
   
5.     {
   9 U; L! N2 u9 X
6.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);                         // 清除中断标记
   5 m1 R3 l( f. E5 t+ b
7.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);                                  // 停止DMA接收
   
8.         uart_rx_struct_t.uart_len = UART_RX_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmarx);  // 总数据量减去未接收到的数据量为已经接收到的数据量
   
9.         uart_rx_struct_t.uart_rx_buf[uart_rx_struct_t.uart_len] = 0;                    // 添加结束符
   
10.         uart_rx_struct_t.uart_rx_flag |= 0x80;                                       // 标记接收结束
    
11.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);    // 重新启动DMA接收
    
12.     }
    
13.     /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
    ) e! a8 {" g2 V+ q$ L" b0 s
14.     HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
    ; @0 f6 n2 F- u: R# T6 ~) ^! ]5 X
15.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
    ' s; ~# `  L# B) X9 Q3 s
16. 
    1 w5 E$ Y( |  s: p
17.     /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
    
18. }

复制代码

（3）至此，串口DMA收发数据需要添加的代码已经完成。
0 W- X$ ?  f3 i# b
( C, g0 y9 ^3 [0 h5、设置编程仿真下载模式
（1）选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port（SW），可以看到搜索成功SW Device，表示芯片可用，可以下载。

! {5 Q7 ~% ^. b& X9 [
​
; t8 F  ^! {, ]/ m（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。
7 q3 s$ A  c+ m* i: y
. w  W# P# G0 k' b$ `& M3 d$ [( D& j+ u

, ]7 Z3 ^& e8 g（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。

5 n: R1 T/ l/ u4 B" }( e
​​
2 J8 j9 w% w5 b9 x5 m) c, c
# L7 q+ F4 W- G. w5 C% C（4） 如果下载程序后，没有看到LED1、LED2、LED3、LED4闪烁，可以按下述方式设置一下（Reset and run表示下载后自动复位和重启运行）。或者重新彻底断电再次上电（或按开发板的Reset按键复位MCU即可）。

* K- L1 e' r3 S7 ]
# Z) V# l9 B: `1 H! S8 ] ​​
& M6 [2 p* ~+ D) J4 }- r) L( [6、串口DMA收发实验效果展示
, w7 G( G1 D& E3 F- C8 P, e        程序烧录到开发板后，即可看到LED1、LED2、LED3、LED4初始化后每隔100ms闪烁一次，并且打开串口助手后（串口参数：波特率115200、N、8、1），通过串口助手可以看到，开发板接收到发送的数据转发出来。

! x* _4 b4 s2 e) b
! i% B( [8 Z  l* ~  ]" O
5 U& i3 R9 |5 W9 S0 G4 @8 q————————————————
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