一、开发板平台简介：
1 O, K9 @/ r9 ?! k4 a; A1 _) g1、开发板资源简介
（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
% b2 q& t+ S; b" a3 K% p( m9 Z（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
% n/ w$ ?& ]% t& ]（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
* V$ F% z( `& K1 b
& f: `  [* F: |, k1 L" C, ]

8 f0 `+ ]" ?. \8 ?
6 W( E$ \  [4 n
2、LED灯资源
（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：
/ E4 K, m$ n! N/ f3 r  Y% N
. b" J9 G9 K$ U1 |
* B4 L6 w2 [! T( K6 t
# a" S# x+ T7 ~: p4 V
（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：

- m9 z4 O" i$ B2 t

​3、串口DMA收发工作原理
 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。
0 b; Y% n# q6 b+ ~$ O
     （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。
2 S8 Q+ h; r* E; X. G' L
1 ]0 D! f' ?/ t2 k     （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。

TTL转CH340串口，硬件原理图如下所示：
' w  a: [6 I; A
% q. q. x0 d6 x

8 c* q: \. C5 k6 ]- dDMA(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。
8 B0 J( p" h" T4 z7 [
( L- U' a8 B; e5 s6 rDMA 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。
3 O0 i9 S! S/ @+ W

5 h' \" \, M6 U1 q! x$ f7 ~, ^
  二、串口DMA收发实验过程
/ Z) L0 L& F9 U6 M; p6 |/ J1、新建STM32CubeMX基础工程
（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"


( f- }3 }. o) c$ K" I$ s
1 H! I) v* L) c（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。

- B. v  ]* R+ i2 S  c

( \  U  }' B: V（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。
" j/ j. O) p1 j$ k4 \


（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）。
$ X8 u( ], o& l, ?' ?
: @! q4 q3 a: R, R+ k& @# Q3 n7 J1 Q


& q% E$ d9 R: X' g4 v: Z. A        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。

- w$ J$ X( |9 A+ @: P
) z9 n, m0 ]: t. O3 ]9 V4 T
2 |$ I1 @5 f4 V2、配置GPIO控制LED
/ ?* w1 W  Y7 z+ x8 f（1）查开发板原理图得，LED1、LED2、LED3、LED4的控制引脚分别为：
LED1——PC0
LED2——PC1
6 V* f# ]! k" w/ FLED3——PC2
. F% \! ?$ P) O9 DLED4——PC3
8 f% T4 l4 N" I$ W$ h! j) s* Z
+ g. @* L1 j6 [3 L（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。
+ X+ g, N1 T: w
8 q! N+ O7 k! ~" J: x鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式
. V2 B( l  m" c* x; R6 o$ ?/ L鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
鼠标左键点击PC2,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
+ L8 }8 c* B% z) f" N鼠标左键点击PC3,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

. _, e: ]8 T/ g; ?' J, i

' ]  s, G4 E; Z" \4 j! p, b
$ Y  |5 z# o$ c, @: r, e% }
& K) U5 E8 L1 O" l& u" T$ P% s（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。
( m; u+ e' c& Z& j4 I' \


' J' K) m& i1 j​​3、配置PA9、PA10为串口
) m! u3 D, `8 q* `（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：
0 R, R* k  Y& `, I# v  u3 ?; f


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。

（2）设置NVIC settings 使能接收中断
* l6 m# C- W' `) o* z' J% q


5 P) U( g9 ~! a0 O) C) }5 S9 E; O' `3、串口DMA设置

/ J3 y* n3 ^1 \! J
- l) h0 X; C6 ?& E% f
（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：
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
DMA传输模式为正常模式，即发送一次就结束。
: L  g( a" ?! C1 `. ODMA内存地址自增，每次增加一个Byte(字节)
: G' ^8 W2 }0 o, j9 B$ k) H5 [  p


+ k+ }( s1 |2 J, } （2）DMA相关参数解析
' b% C) J7 c' L  O- uDirction ： DMA传输方向有四类
外设到内存 Peripheral To Memory
内存到外设 Memory To Peripheral
3 |! d; ^7 I1 Y! e  G内存到内存 Memory To Memory
/ H+ q2 c2 S6 e0 T9 |0 ^" b外设到外设 Peripheral To Peripheral
( d* B( ^7 J2 h% G' X; D# m8 J, [
$ h$ C) |7 y4 i  iPriority： DMA通信传输速度有四类
; X7 P1 {; u; L- K2 L2 @0 b5 v: g. E最高优先级 Very Hight
- `. |) T! H1 z( Z" ]高优先级 Hight
: T, V! D$ e1 u$ N% N- a$ S& f1 Q中等优先级 Medium
低优先级；Low
. t/ E  @6 F/ H: O. B
: [6 ?6 Y/ i' S& e1 k. ^8 v" rMode：DMA传输模式有两类
' a- d8 ^0 d- G. P6 U
5 a0 `6 U& L" z9 o  e
  F/ L* }  F' B# v! Q( e7 }
/ D  ]% u, M6 dNormal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。
, V9 F# u' o% i3 P7 ECircle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。

$ r% z; p" y* @' `Increment Address-DMA指针递增设置：

! ^; V4 B& G6 E& b4 H: L( [


! k+ u# H5 U5 J4、配置项目工程参数
$ q6 F# x6 \7 Y0 S& B+ T（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。
8 i- \4 X, t8 x# k! ~' F+ }

+ V+ d: l6 x; C! |) s' B" `
（2）完成配置工程。
% S* X: p6 q2 q& T1 k% }* S( @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。）

  U- |2 R/ Q) s; A

+ B3 s; ?+ x' v

% {. Y- j0 v. i! x4 }  u5 l（3）生成代码。

& H* ?8 z% e$ R' W& }  n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。
' \; [( F2 E7 i5 p4 x8 x

* e$ I0 @+ Q" R: G" b​
; s% y; w% G5 l) v5 N$ w$ e& o2 F（4）工程代码生成成功。
* a5 `6 ^1 t1 E0 Q! T; k& k


" i' S& X' f( W# ]8 @9 C 三、在KEIL 5中编写代码
6 `4 q& Y% ~" f! D) ^' K1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
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。
, e+ B1 l# s+ L# C（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。


, D7 |3 B- `( |8 ^
2、添加LED指示灯作为系统提示
6 D: |! m; C# F4 _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。
6 s3 n: U  r$ \2 s$ Q


3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码
( W! l1 R' L/ r  J  H$ Q$ S（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
   : K% ^) B( N+ R7 e" A0 M4 U
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
   ! j) N( f0 l2 ?1 y1 t
6. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
   
7. HAL_UART_DMAPause() 暂停串口DMA
   - A& ?8 g/ ^, T: Y( u, b* N) z- m/ u
8. HAL_UART_DMAResume(); 恢复串口DMA
   
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：

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
3. uart_rx_struct uart_rx_struct_t={0};                                //串口接收数组
   * ]1 p4 M; Q, @. f' j, Q5 j
4. /* USER CODE END 0 */

复制代码

1. int main(void)
   $ a* s+ m( E6 F4 h5 ?2 b
2. {
   
3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
   + l1 _4 y" }  p" b. {4 R
4.     uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
   6 H3 D8 X  d$ h' C/ H4 ^
5.     /* USER CODE END 1 */
   
6. 
   ' [+ m* I  ]5 G9 z2 ^0 I8 o$ f2 ?
7.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   
8. 
   0 L: s0 V, g6 }/ d% q6 E
9.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   
10.     HAL_Init();
    ! I  l; M1 E! g0 Z5 r/ |
11. 
    ) u. Q  r5 `) @3 I9 j
12.     /* USER CODE BEGIN Init */
    % S! g$ R) m1 u9 W& l3 C$ o
13. 
    
14.     /* USER CODE END Init */
    
15. 
    
16.     /* Configure the system clock */
    + e; l( ]1 j& _/ A( F1 G
17.     SystemClock_Config();
    9 F0 N9 ~& I! o
18. 
      a- u* ?8 C( e8 k' C8 u
19.     /* USER CODE BEGIN SysInit */
      h% z, N0 m) j) E$ m% K
20. 
    
21.     /* USER CODE END SysInit */
    " _5 u2 V/ {4 ^" E& N7 K1 Z
22. 
    5 c$ s- G3 Y* Y% b' U
23.     /* Initialize all configured peripherals */
    8 Z4 m* [. z, _# ^% U
24.     MX_GPIO_Init();
    
25.     MX_DMA_Init();
    . \. O' [# a- C/ o
26.     MX_USART1_UART_Init();
    & V. ^$ _; i+ \: E+ n
27.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    1 L* E% E; t! d0 `9 H' B6 _
28.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    5 {- G% o" D: t. g6 g7 a: Z7 i$ y
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
    
32.     HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)transmit_str, sizeof(transmit_str));    //
    ; y) h. |/ O$ _: {( Y. V+ K
33.     HAL_Delay(5);
    
34.     HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    
35.     __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    
36. 
    
37.     /* USER CODE END 2 */
    . e2 `* p1 J9 e
38. 
    
39.     /* Infinite loop */
    
40.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
    8 C/ y+ I4 A& @6 T' P
41.     while (1)
    2 a8 Q9 G0 a& }
42.     {
    ' Z! p" g1 D( s% `: E! J8 ]
43.         /* USER CODE END WHILE */
    
44. 
    
45.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    2 u/ v2 L# P) ]
46.         HAL_Delay(100);
    6 d! r8 j) d& p
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
    ! S  J7 V1 K1 q* S* C! x; H% k+ `
50.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_3);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    * h) P, }% v$ A% }  Z
51.         if(uart_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //DMA接收完成
    8 r: [) J) ~7 v9 z& j; i
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
    8 W- }" t! j+ E. J
54.             uart_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
    + m, h) j% H* @7 `
55.         }
    4 v2 X# r' b% R9 M5 ^
56. 
    % }2 |2 W2 q8 s* y2 ~
57.     }
    
58.     /* USER CODE END 3 */
    & V0 `# V5 ]: h
59. }

复制代码

$ S' q# x" V* y% H, N  @2 r（3）main.h相关变量声明
, s; k) y6 u% s7 i: t5 V

1. /* USER CODE BEGIN ET */
   % t. z3 n+ B- a9 I# i% ]
2. #define UART_RX_LEN 1024                // 一次最大接收的数据量
   4 A5 |5 o$ }* J+ S7 V' J
3. typedef struct
   * O0 W7 T$ a  t3 I2 T
4. {
   
5.     uint8_t uart_rx_buf[UART_RX_LEN];  // DMA数据接收缓存数组
   
6.     uint16_t uart_len;                 //DMA数据接收长度
   7 d3 U/ x( P5 G  c7 C
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;  
   9 _! }0 @3 h+ w% F2 e; q$ T
10. 
    ( }9 L. y- C2 N5 c/ T( t
11. /* USER CODE END ET */

复制代码

5 k+ \' l- {2 S" w$ R9 p- ]/ r4 d  d9 E4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码
  i2 X8 n7 W" A" j6 P& e（1）DMA接收设置前铺垫知识点：
        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 ]+ s1 C" o* C, o
（2）添加DMA接收处理代码

2 b. a- p: l  r# a) _stm32f1xx_it.c中添加代码如下：

1. void USART1_IRQHandler(void)
   
2. {
   8 F) i) e* |, I! ]8 z
3.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
   
4.     if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置位
   
5.     {
   5 \) u) n$ G8 Q, m
6.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);                         // 清除中断标记
   
7.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);                                  // 停止DMA接收
   + O. X) @1 ^9 [
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
     `# \0 z4 }) i5 P; f8 U  f
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
    ! r& O" P2 `, T, N3 _- |
12.     }
    
13.     /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
    
14.     HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
    
15.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
    
16. 
    8 W+ G5 \/ M* ^" r0 G! v
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。

# H$ g$ i3 r5 |5 u5、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。
( ~. ?8 p) m4 p% M$ a

​
（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。

/ H: F5 u0 J$ Q( X) {5 H/ u
& |5 ?+ R; W7 e% G: E: O
3 P/ o5 S# z# g) s* N& v（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。


! E1 @) F! R6 P2 }: A​​
1 T/ ^. l, I) o! N
（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）。
4 ~9 K% n; [& S. P+ O, I

* w  N6 {7 b! T$ d ​​
3 \& A! m1 H- N+ v6、串口DMA收发实验效果展示
' R; B$ g6 v2 D. D' x+ j/ P        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。



; Z& H5 v. Q  r( K' Q3 h3 k————————————————
9 C( U6 p: J5 y8 p版权声明：智能小屋ZYXC

3 S% B: g+ A) A% u5 y