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(干货)串口DMA很难?那就一步步带你学会!

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li1229574727 发布时间:2020-5-15 00:15
串口DMA
9 |' o" e9 y$ n1 U" z  f: t$ }4 J* s

DMA利用好无疑会让串口使用起来更加高效,同时CPU还能处理自己的事情,但是DMA的使用却让代码变得更加的复杂,也使串口配置变得更加麻烦!麻烦???也许只是学习的方式不对,代码是变长了,但是思路清晰的话,也就是在原来串口加了点东西而已。本文让你轻轻松松学会串口DMA!定长数据传输与不定长数据传输都教会你!通过此文,希望能让更多人了解和会使用串口DMA,希望大家多多支持!

一、串口DMA的配置

本文针对串口2(USART2)如何进行DMA传输进行讲解,如果采用其他串口,注意要修改相应端口配置以及DMA通道。

1、串口的DMA请求映像

通过我之前的博文《 STM32 | DMA配置和使用如此简单(超详细)》可以知道,串口2(USART2)的接收(USART2_RX)和发送(USART2_TX)分别在DMA1控制器的通道6和通道7。下图为DMA1控制器的请求映像图。


+ G8 R9 Q) v8 M9 b; v  b8 k- o- {2 `7 n9 v9 J0 V* ~

) E/ Q0 m& _6 M& p

2、资源说明

: d3 i3 V+ i7 y0 M
4 l, R1 l9 W3 H# D# ~' \, C

STM32F1中,USART2使用的是PA2(USART2_TX)和PA3(USART2_RX),为了方便阅读,使用到的资源列在下表。

外设        GPIO口        DMA请求映像通道        备注

USART2_TX        PA2        DMA1通道7        RAM->USART2的数据传输

USART2_RX        PA3        DMA1通道6        USART2->RAM的数据传输

3、DMA初始化配置

USART2的DMA配置在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单(超详细)》中分别讲了库函数版和寄存器版两种配置,我这里直接搬用,不理解的可以看看《 STM32 | DMA配置和使用如此简单(超详细)》这篇文章。要注意的是库函数最大优势就是便于阅读,所以在DMA初始化配置中我们使用库函数。

首先,我们要先定义三个缓冲区(作全局定义),一个发送缓冲区,两个接收缓冲区,两个接收缓冲区是为了做双缓冲区,目的是为了防止后一次传输的数据覆盖前一次传输的数据,并且留出足够的时间让CPU处理缓冲区数据。双缓冲在串口DMA中有着很重要的意义并起着很大的作用!

  1. //USART2_MAX_TX_LEN和USART2_MAX_RX_LEN在头文件进行了宏定义,分别指USART2最大发送长度和最大接收长度/ Z: [2 x; @3 E$ }6 p/ S+ G
  2. u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_TX_LEN];         //发送缓冲,最大USART2_MAX_TX_LEN字节* O2 ]  v/ q2 I, c; {- l$ d
  3. u8 u1rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN];                      //发送数据缓冲区11 ]) F  n/ i, W9 W
  4. u8 u2rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN];                      //发送数据缓冲区2
    . `/ p8 V+ G: u! a
  5. u8 witchbuf=0;                                                    //标记当前使用的是哪个缓冲区,0:使用u1rxbuf;1:使用u2rxbuf
    ' c+ G& w  }2 v- F" P
  6. u8 USART2_TX_FLAG=0;                                      //USART2发送标志,启动发送时置1
      m0 Q6 d( ?2 W9 v% m! @
  7. u8 USART2_RX_FLAG=0;                                      //USART2接收标志,启动接收时置1: ~& ^7 k, K3 F% w
复制代码

要说明的是,实际上发送缓冲区可能用不上,因为我们要发送的数据内容和大小都不一定每次都是固定的,可以是变化的,我们只需重新指派新的发送缓冲区地址即可,但是在初始化中我们还是要指定一个发送缓冲区地址。
: _3 I# v- I* n# `下面是DMA1_USART2的初始化函数。

  1. void DMA1_USART2_Init(void)
    2 {- w( t& q/ \  ]  a& z
  2. {
    1 V0 A" U8 C" I9 d: v
  3.         DMA_InitTypeDef DMA1_Init;! |0 ?9 M- B/ O9 F/ Z/ |
  4.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    ; k! j$ @8 @) o
  5.         
    ! Q8 L  X3 l1 E) n
  6.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);                                                //使能DMA1时钟# c( T- V; Y$ W; b$ t! d
  7. $ W+ I6 n) |' a0 T, ^' w
  8.         //DMA_USART2_RX  USART2->RAM的数据传输
    % ]' e+ L3 b7 [/ ]) ?
  9.         DMA_DeInit(DMA1_Channel6);                                                                                                //将DMA的通道6寄存器重设为缺省值
    : V6 t. D. e7 m! I0 t
  10.         DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR);                                        //启动传输前装入实际RAM地址
    3 E6 J6 P- p" \, `  P! o& L
  11.         DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf;                                            //设置接收缓冲区首地址
    8 k: n6 i4 }' ?& X6 @2 u+ O
  12.         DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                                                                //数据传输方向,从外设读取到内存
    $ q) m3 Y5 h3 ^, v4 G! G
  13.         DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_RX_LEN;                                                        //DMA通道的DMA缓存的大小
    + N0 u1 q+ w/ ?" l  a. \9 e( }
  14.         DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;                                //外设地址寄存器不变) f3 j8 p! L6 `
  15.         DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                                        //内存地址寄存器递增  m; V  Y2 p7 ~4 a4 T
  16.         DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                        //数据宽度为8位
    2 O+ i: k  i4 H$ i
  17.         DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                        //数据宽度为8位
    & y7 Q; u4 m1 g2 E7 O& Y
  18.         DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                                                        //工作在正常模式
    , A8 _% k- q7 g: U* n# V0 k% n
  19.         DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                                         //DMA通道 x拥有高优先级
    8 J' `1 h* o9 w- t( s
  20.         DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                                                        //DMA通道x没有设置为内存到内存传输+ p/ ^" G1 x/ l3 e8 O; I7 N
  21.          
      K, `4 p/ V2 v" i
  22.         DMA_Init(DMA1_Channel6,&DMA1_Init);                                                                         //对DMA通道6进行初始化
    ' K' k3 s9 }# l1 t- }0 I
  23.         
    ! s5 q9 `. e* J5 ^/ m( B+ i
  24.         //DMA_USART2_TX  RAM->USART2的数据传输
    ( Q, Y' B, \; ~  E
  25.         DMA_DeInit(DMA1_Channel7);                                                                                                //将DMA的通道7寄存器重设为缺省值
    ! [% v4 E# Q# H: o5 [6 i% w( U! o! ~
  26.         DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR);                                        //启动传输前装入实际RAM地址4 y- u) N+ r; E
  27.         DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART2_TX_BUF;                              //设置发送缓冲区首地址1 D, N. e/ g) V1 k
  28.         DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                                                                 //数据传输方向,从内存发送到外设* @" r6 \5 a( d( Q" c
  29.         DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_TX_LEN;                                                        //DMA通道的DMA缓存的大小
      o" m4 {" S/ O" j* N
  30.         DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;                                //外设地址寄存器不变1 |$ ]; y  J* t9 }: g
  31.         DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                                        //内存地址寄存器递增
    & {) P# |) \# e* U9 z
  32.         DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                        //数据宽度为8位
    - r% M2 `8 ^% B
  33.         DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                        //数据宽度为8位
    / L4 X" R# Y# w! ~+ a: U
  34.         DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                                                        //工作在正常模式
      v. R1 o* G( v  r
  35.         DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                                         //DMA通道 x拥有高优先级
    % w( ^5 |) n/ g  o* ?( c& {
  36.         DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                                                        //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    - B. U5 R0 _' e& i5 [

  37. : r" T) b+ i, }* e3 f7 P+ t
  38.         DMA_Init(DMA1_Channel7,&DMA1_Init);                                                                         //对DMA通道7进行初始化. `9 X: u8 L( C
  39.         
    # l( V. o* z# J0 [$ G
  40.         //DMA1通道6 NVIC 配置. I+ J8 o$ U+ V+ z2 O' B- `, [
  41.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel6_IRQn;                                //NVIC通道设置* F* B8 t/ }+ D; K
  42.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;                                //抢占优先级$ V# k% w  \4 H" d
  43.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                                                //子优先级  F9 y& ^; S6 s8 @5 O5 P
  44.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                        //IRQ通道使能# E( W. q6 G/ y" V: a
  45.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
    $ `2 b- I7 @* r$ n, w

  46. 7 ^8 J5 q* b  T: A
  47.         //DMA1通道7 NVIC 配置) ]) ^) s  o; ?! ]2 \9 ^+ q9 _. h
  48.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel7_IRQn;                                //NVIC通道设置
    : e0 }/ U) h3 C) t5 K& n
  49.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;                                //抢占优先级
    ( V5 k0 X0 Z% R4 W$ k9 L3 Z& N
  50.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                                                //子优先级$ I) }: i" r# z+ h
  51.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                       //IRQ通道使能! L2 o& }8 w5 F$ `0 F1 L
  52.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
    1 S- s9 g: P! A: l) W0 @, y

  53. $ i2 x; X  {! ?- N% e; U
  54.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel6,DMA_IT_TC,ENABLE);                                                        //开USART2 Rx DMA中断
    # V' B+ t  _3 Y+ d
  55.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel7,DMA_IT_TC,ENABLE);                                                        //开USART2 Tx DMA中断$ U2 B2 h5 C" z

  56. + q. e2 J% \  F3 `$ d2 h1 s
  57.         DMA_Cmd(DMA1_Channel6,ENABLE);                                                                           //使DMA通道6停止工作5 @' l# M  f' d8 R! A  T) t$ t/ r
  58.         DMA_Cmd(DMA1_Channel7,DISABLE);                                                                           //使DMA通道7停止工作
    . h* K1 u9 E' t# k, k
  59.          % j9 F% M  |3 X" T1 d6 _2 @
  60.         USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);                                                //开启串口DMA发送2 J- p/ ]3 H  _# v, f
  61.         USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);                                                //开启串口DMA接收( U2 z/ o9 h1 @1 `7 ~* C- ~5 `
  62. }
    * U2 V& S, s7 t) R3 s4 g
复制代码

相应配置的讲解在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单(超详细)》中讲解过,这里不再叙述,要注意的是,我们采用中断方式进行DMA传输。正常情况下,我们传输完数据要进行相应的处理,那我们怎么知道什么时候数据传输完成了呢?这时候就借助DMA传输完成中断。既然打开了中断,那一定要注意中断优先级,这里特别指出串口的中断优先级应低于串口DMA通道的中断优先级。

4、串口配置

前面已经完成了DMA的配置,而DMA是不能单独使用的,所以不要忘了配置要用到的串口USART2。

  1. void Initial_UART2(unsigned long baudrate)+ S* u4 s2 T% N5 `4 `
  2. {
    " i2 ]1 R! |' Y  L. J
  3.         //GPIO端口设置' _7 c" g! v: S: T  S
  4.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    + M* p7 |1 I1 H5 ?" s
  5.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;8 U8 W' [% ?" A
  6.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; . B! y5 ^) S' h+ S; @; g* n$ p/ ^& ~
  7.        
    # ?* b! U% D6 x2 i$ e4 D
  8.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);        //使能USART2,GPIOA时钟
    5 x* i$ }# h% r2 r
  9.        
    0 ~2 e* r0 ^- Q( u8 C- E
  10.         //USART2_TX   GPIOA.2初始化
    . z8 |& \. z2 _) ^" `) G  w- a4 h
  11.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;                                                                                //PA.2) s' R, Z8 H. O$ q8 N7 p$ Q
  12.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                                        //复用推挽输出) e  w5 V* q4 v8 L0 t2 g7 w
  13.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                                                                //GPIO速率50MHz
    # ?+ V1 i0 t6 j: z% S% Y1 I
  14.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                                                                        //初始化GPIOA.2
    + C3 O( Z+ p2 d! P
  15.         ' [  c" S. J3 V. |, g
  16.         //USART2_RX          GPIOA.3初始化
    ' n' W" U4 o5 v4 A: D& k: `& I
  17.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;                                                                                //PA.3& X* n  N: C% {% E0 {
  18.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                                                        //浮空输入' M8 u$ n( N9 n
  19.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                                                                        //初始化GPIOA.32 R, G' e% b" d! ^( D/ o
  20.          
    ' x- I5 a  [9 A
  21.         //USART 初始化设置5 I& R$ ^" Y! E5 J+ m
  22.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;                                                                        //串口波特率
    # Y$ n9 z7 O" [0 M. L0 w) H
  23.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;                                                //字长为8位数据格式
    0 D4 E: V$ Z4 K( g$ s, B
  24.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                                                        //一个停止位
    & P+ S5 @! j& p5 s- t1 O* D
  25.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;                                                        //无奇偶校验位) [6 m2 A* ~' o( `) F
  26.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;        //无硬件数据流控制
    : b% k) b) e; `( h  ^
  27.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;                                        //收发模式0 k( z0 B$ ?5 u. u6 M" d! E% C& |' ]
  28.         USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);                                                                                 //初始化串口2$ T9 `1 E# B8 M7 Y
  29.        
    & k! v' n  [% Q& Q( D3 Z; L4 \
  30.         //中断开启设置9 e4 O: q! h3 B- F( T* t4 {
  31.         USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);                                                                        //开启检测串口空闲状态中断( D" ~/ R* k, x. b5 x* \
  32.         USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);                                                                                        //清除USART2标志位( J* p/ B) ]- k' N) R
  33.         ' e0 x8 t6 @8 `+ G
  34.         USART_Cmd(USART2, ENABLE);                                                                                                                //使能串口2
    2 t, d) B- q2 t! t" d! t
  35.        
    % K" z9 H) k$ n! n/ j; y
  36.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;                                                                //NVIC通道设置( {# }* L- o9 b& j
  37.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8;                                                //抢占优先级! B! L3 y( ]2 f! O
  38.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                                                                //响应优先级4 g, U! l) M% e# {* m
  39.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                                        //IRQ通道使能1 G4 V8 S* @" U, L
  40.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器0 n4 [( M' d5 ]: A( s1 S( U* D
  41.         % V& K' Y" S% E
  42.         DMA1_USART2_Init();                                                                                                                                //DMA1_USART2初始化
    % r0 h2 a6 Z2 x5 w- c4 `
  43. }& |) b1 w! {0 L: k9 J9 k

  44. ! f- ~/ j+ P! g4 z6 k" J# @
复制代码

可以注意到,我这里定义的串口中断抢占优先级低于DMA中断的抢占优先级。细心点可以看到,我开启了串口空闲中断。为什么呢?因为通常情况下我们是不知道接收数据的长度的,这样我们是没有办法利用DMA传输完成标志位来判断是否完成接收,所以我们这里采用串口空闲中断来判断数据是否接收完成,接收完成了会进入串口空闲中断。串口配置的最后进行了串口2(USART2)DMA的初始化,这样直接初始化串口也直接包括了串口DMA的初始化,主函数初始化只需一步即可。

二、串口DMA的使用

。。。。。。论坛看起来太不舒服了,有的格式没办法设置,如果喜欢还是去CSDN博客看吧!

* p. r, j& ~/ i' S7 G9 ]

原文链接:http://blog.csdn.net/weixin_44524484/article/details/106029682

  d- ~0 ~+ X- W6 V& `* h; b. @  Y6 E) D! i

以下为原文目录,一步一步教会你串口DMA!


" T# G1 h+ b: a$ z, T( F. T$ O  q& v
收藏 3 评论2 发布时间:2020-5-15 00:15

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2个回答
li1229574727 回答时间:2020-5-15 00:21:46
受不了,代码怎么整都是不整齐的!
李康1202 回答时间:2020-5-15 08:37:39
都是干货

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