HAL库UART按DMA方式发送和接收函数简析及测试

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cuyebiren 发布时间：2018-1-24 13:29

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个人感觉，做嵌入式，底层就是datasheet，顶层就是数理逻辑。
不管什么芯片，当我们遇到问题时，通过查阅datasheet或上官网基本上都能找到解决方法。然而，这些基本都是英文。所以，英文好对做研发是有很大益处的。不过好在有翻译工具，如：有道（

我就是用有道划的）
C语言虽然没有class，但有struct。我们可以多用struct。ST库和ucos中就包含许多struct。
程序结构多用状态机或switch。个人感觉，状态机看起来很有条理，很清晰，后期修改维护也方便。
鄙人浅见，请大家不吝赐教。
进入正题：UART以DMA方式接收和发送的函数调用顺序：
循环模式接收：HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)==》DMA1_Channelx_IRQHandler(void)==》HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_usartx_rx)==》UART_DMAReceiveCplt(DMA_HandleTypeDef *hdma)==》HAL_UART_RxCpltCallback(huart)
当然这当中还会调用传输 Half 中断，这里就不讨论了。

正常模式发送：HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)==》DMA1_Channelx_IRQHandler(void)==》HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_usartx_tx)==》UART_DMATransmitCplt(DMA_HandleTypeDef *hdma)==》USART3_IRQHandler(void)==》HAL_UART_IRQHandler(&huart3)==》UART_EndTransmit_IT(huart)==》HAL_UART_RxCpltCallback(huart)

这里只分析 HAL_UART_Receive_DMA 的源码，其它的大家自己分析：
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
UART以DMA方式接收指定长度数据到指定缓冲区
{
  uint32_t *tmp;

  /* Check that a Rx process is not already ongoing */
  if(huart->RxState == HAL_UART_STATE_READY) 检查huart->RxState是否处于接收空闲状态。当这一状态标志非READY时，会跳过DMA接收参数设置，直接返回HAL_BUSY。其它的UART接收函数也会检查这个状态，所以，哪个先调用就执行哪个。
  {
if((pData == NULL) || (Size == 0U))
{
   return HAL_ERROR;
}

/* Process Locked */
__HAL_LOCK(huart);

huart->pRxBuffPtr = pData;
huart->RxXferSize = Size;

huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_NONE;
huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;

/* Set the UART DMA transfer complete callback */
huart->hdmarx->XferCpltCallback = UART_DMAReceiveCplt; 设置DMA传输完成的回调函数。当DMA以循环方式传输时会调用UART接收完成中断的回调函数；以Normal方式传输时会关闭UART的DMA通道，并使能UART传输完成中断，触发UART传输完成中断，设置huart->RxState为READY，并调用
UART接收完成中断的回调函数。所以，不管DMA按循环或正常模式传输，到最后都会调用UART接收完成中断的回调函数
/* Set the UART DMA Half transfer complete callback */
huart->hdmarx->XferHalfCpltCallback = UART_DMARxHalfCplt;

/* Set the DMA error callback */
huart->hdmarx->XferErrorCallback = UART_DMAError;

/* Set the DMA abort callback */
huart->hdmarx->XferAbortCallback = NULL;

/* Enable the DMA channel */
tmp = (uint32_t*)&pData;
HAL_DMA_Start_IT(huart->hdmarx, (uint32_t)&huart->Instance->DR, *(uint32_t*)tmp, Size);以中断方式打开DMA传输。所以CubeMx中DMA中断默认是打开的切不可更改

/* Clear the Overrun flag just before enabling the DMA Rx request: can be mandatory for the second transfer */
__HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(huart);

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(huart);

/* Enable the UART Parity Error Interrupt */
SET_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_PEIE);

/* Enable the UART Error Interrupt: (Frame error, noise error, overrun error) */
SET_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_EIE);

/* Enable the DMA transfer for the receiver request by setting the DMAR bit
in the UART CR3 register */
SET_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);

return HAL_OK;
  }
  else
  {
return HAL_BUSY;
  }
}
下面上我做的测试：一、Cube配置
1、DMA接收要用循环模式，只需调用一次接收函数即可，重复调用也只有第一次调用有效。若是正常模式，需要在每次接收完成后重复调用。
2、DMA发送要用正常模式，需在每次发送时重复调用。还要打开UART中断，否则即使重复调用DMA发送函数也只有第一次发送有效，其余不会执行（UART发送状态一直处于 BUSY）。若是循环模式，则会连续不断地发送，不会停止。
以上两点大家可以自己改改测试。

二、Keil例程编写

三、测试
可以看到，发送数 = 接收数。大家可以做更大数据的短间隔长时间测试，看看会不会出错。

最后，奉上测试工程：

uart_dma_test.rar (3.7 MB, 下载次数: 2111)

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赞收藏 10 评论27 发布时间：2018-1-24 13:29

27个回答

sgsong 回答时间：2018-7-26 14:00:57

虽然几年前就讨论过HAL串口全双工通信问题，不过还是要重提下老问题，使用HAL库串口全双工通信记住个原则，不管是哪种工作模式，都不要同时收发数据，__HAL_LOCK(huart) ，锁的是整个外设，不是TX通道或RX通信，非HAL库无影响，如果以后串口出现锁死的话，再想想我说的话，或许有点帮助。串口发送前检测下发送状态标志，串口中断函数中，先暂停下发送通道，处理数据，再恢复发送通道。本贴的测试代码还是基于一收一发模式。

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xzrsh 回答时间：2019-8-9 20:57:26

不能用，编译路径错误。

"no source": Error: #5: cannot open source input file "C:/Users/Administrator/STM32Cube/Repository/STM32Cube_FW_F1_V1.6.0/Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_rcc.c": No such file or directory