1 前言
5 y+ j) J& l4 p6 ~0 s
9 R, v1 q  ?, n* y

  直接存储器访问（Direct Memory Access），简称DMA。DMA是CPU一个用于数据从一个地址空间到另一地址空间“搬运”（拷贝）的组件，数据拷贝过程不需CPU干预，数据拷贝结束则通知CPU处理。因此，大量数据拷贝时，使用DMA可以释放CPU资源。DMA数据拷贝过程，典型的有：

• 内存—>内存，内存间拷贝
• 外设—>内存，如uart、spi、i2c等总线接收数据过程
• 内存—>外设，如uart、spi、i2c等总线发送数据过程
  ! g, L: S3 i7 x# b
  

2 串口有必要使用DMA吗
. Z& o' V3 R9 ]! [3 h
3 k# [  W1 E# o. o6 ~* U
! B8 P( i+ M) f* n% Z5 r% a

  串口(uart)是一种低速的串行异步通信，适用于低速通信场景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。对于小于或者等于115200bps波特率的，而且数据量不大的通信场景，一般没必要使用DMA，或者说使用DMA并未能充分发挥出DMA的作用。

  对于数量大，或者波特率提高时，必须使用DMA以释放CPU资源，因为高波特率可能带来这样的问题：

• 对于发送，使用循环发送，可能阻塞线程，需要消耗大量CPU资源“搬运”数据，浪费CPU
• 对于发送，使用中断发送，不会阻塞线程，但需浪费大量中断资源，CPU频繁响应中断；以115200bps波特率，1s传输11520字节，大约69us需响应一次中断，如波特率再提高，将消耗更多CPU资源
• 对于接收，如仍采用传统的中断模式接收，同样会因为频繁中断导致消耗大量CPU资源
  3 l2 h  L5 I& A
  $ K! X, L0 ?: B

  因此，高波特率场景下，串口非常有必要使用DMA。

3 实现方式

+ n' a- L2 E2 E# j5 Y! d/ u

5 y7 p2 [* A+ U+ f4 STM32串口使用DMA
2 z5 \# l: Q9 m
4 t1 K0 M! N2 |1 {/ e& z
) @) `1 F# a; V* L- ^8 N- p

  关于STM32串口使用DMA，不乏一些开发板例程及网络上一些博主的使用教程。使用步骤、流程、配置基本大同小异，正确性也没什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作为学习过程没问题；实际项目使用缺乏严谨性，数据量大时可能导致数据异常。

8 Q$ S  |7 L6 c. ^: E5 {

测试平台:

• STM32F030C8T6
• UART1/UART2
• DMA1 Channel2—Channel5
• ST标准库
• 主频48MHz（外部12MHz晶振）
  ) f3 U" Y7 F' B6 k+ K7 Q. ?

/ P: @7 b8 ]$ D3 t- C

5 串口DMA接收
& f7 X4 ~0 y4 ]: R0 I& Y- |& }
; {* @; D' Z# E$ ?4 I; N8 b5.1 基本流程

/ T2 N5 U; |1 u+ S" [$ u

串口接收流程图

( m% d% y' @  @7 ]
3 z3 ?' m9 X$ v0 w8 G; c; H. D5.2 相关配置

2 J: Z9 z) h7 X

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空闲中断

【3】配置DMA参数，使能DMA通道buf半满（传输一半数据）中断、buf溢满（传输数据完成）中断

为什么需要使用DMA 通道buf半满中断？

8 j# e% T- q+ c' }

  很多串口DMA模式接收的教程、例子，基本是使用了“空间中断”+“DMA传输完成中断”来接收数据。实质上这是存在风险的，当DMA传输数据完成，CPU介入开始拷贝DMA通道buf数据，如果此时串口继续有数据进来，DMA继续搬运数据到buf，就有可能将数据覆盖，因为DMA数据搬运是不受CPU控制的，即使你关闭了CPU中断。

. l* \5 z2 e* g

  严谨的做法需要做双buf，CPU和DMA各自一块内存交替访问，即是"乒乓缓存” ，处理流程步骤应该是这样：

/ q7 n: Z* T  n6 [+ g5 B6 n$ C+ W

【1】第一步，DMA先将数据搬运到buf1，搬运完成通知CPU来拷贝buf1数据
【2】第二步，DMA将数据搬运到buf2，与CPU拷贝buf1数据不会冲突
6 x1 O' a2 A+ t3 m1 }0 g# _【3】第三步，buf2数据搬运完成，通知CPU来拷贝buf2数据
【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

) U& J$ V( t3 I5 s& `
- B0 o& j: z* e9 C: I双缓存DMA数据搬运过程

  STM32F0系列DMA不支持双缓存（以具体型号为准）机制，但提供了一个buf"半满中断"，即是数据搬运到buf大小的一半时，可以产生一个中断信号。基于这个机制，我们可以实现双缓存功能，只需将buf空间开辟大一点即可。

【1】第一步，DMA将数据搬运完成buf的前一半时，产生“半满中断”，CPU来拷贝buf前半部分数据
2 l' F; f/ F! ^/ S【2】第二步，DMA继续将数据搬运到buf的后半部分，与CPU拷贝buf前半部数据不会冲突
【3】第三步，buf后半部分数据搬运完成，触发“溢满中断”，CPU来拷贝buf后半部分数据
【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

3 U  y: }2 Y! Z! F

- h' H) U8 \/ G& r

! x* A4 h1 V3 f" n+ ]$ k+ |

使用半满中断DMA数据搬运过程

  UART2 DMA模式接收配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

• 串口接收，DMA通道工作模式设为连续模式
• 使能DMA通道接收buf半满中断、溢满（传输完成）中断
• 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
  3 U9 C0 q0 r1 u9 |3 O1 M% v+ E. b

1. void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
     T; n' z) Y$ q) s# |" _
2. {
   5 ^% U$ [4 }1 t" a' @
3.           DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
   . V6 H  P% }* q' k! f
4.         
   ( I' y2 V) o& G/ v% E
5.         DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
   
6.         DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
   - a2 f$ P; D4 @
7.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr         = (uint32_t)&(USART2->RDR);/* UART2接收数据地址 */
   / I. s( A4 h: ~
8.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr                 = (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */
   
9.         DMA_InitStructure.DMA_DIR                                         = DMA_DIR_PeripheralSRC;         /* 传输方向:外设->内存 */
   
10.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                         = mem_size; /* 接收buf大小 */
    
11.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                 = DMA_PeripheralInc_Disable;
    ; `; I# R$ g0 p% N2 f" Z
12.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                         = DMA_MemoryInc_Enable;
    7 n! m$ O4 k) L; D4 f
13.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize         = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
    
14.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                 = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    / P) Z3 j2 J8 x. L- Y3 U# |
15.         DMA_InitStructure.DMA_Mode                                         = DMA_Mode_Circular; /* 连续模式 */
    
16.         DMA_InitStructure.DMA_Priority                                 = DMA_Priority_VeryHigh;
    5 O' K3 P8 @; A' i' m4 M# C7 d
17.         DMA_InitStructure.DMA_M2M                                         = DMA_M2M_Disable;
    
18.         DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);
    
19.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、溢满、错误中断 */
    0 a2 ?+ l9 `' ^% a, k  O
20.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);        /* 清除相关状态标识 */
    ! p3 z0 H" g! ]* A: [
21.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
    # H, v, g6 @$ a3 k
22.         DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
    & t( j5 U( W  {
23. }

复制代码

! Q; [' G8 B& q

DMA 错误中断“DMA_IT_TE”，一般用于前期调试使用，用于检查DMA出现错误的次数，发布软件可以不使能该中断。

5.3 接收处理
. W9 [% G" l% R% [" g/ D

  基于上述描述机制，DMA方式接收串口数据，有三种中断场景需要CPU去将buf数据拷贝到fifo中，分别是：

• DMA通道buf溢满（传输完成）场景
• DMA通道buf半满场景
• 串口空闲中断场景
  
  

  前两者场景，前面文章已经描述。串口空闲中断指的是，数据传输完成后，串口监测到一段时间内没有数据进来，则触发产生的中断信号。

5.3 .1 接收数据大小

  数据传输过程是随机的，数据大小也是不定的，存在几类情况：

• 数据刚好是DMA接收buf的整数倍，这是理想的状态
• 数据量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此时会触发串口空闲中断
  
  

   因此，我们需根据“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空间大小”、“上一次接收的总数据大小”来计算当前接收的数据大小。

1. /* 获取DMA通道接收buf剩余空间大小 */
   / p# c5 {; x3 n' o
2. uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

复制代码

DMA通道buf溢满场景计算

1. 接收数据大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的总数据大小

复制代码

DMA通道buf溢满中断处理函数：

1. void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
   ' Y# M- I- D* x% |! B
2. {
   
3.           uint16_t recv_size;
   
4.        
   
5.         recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
   : ?4 z/ a, n2 r
6. 
   
7.         fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,
   
8.                                    (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
   
9. 
   
10.         s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
    
11. }

复制代码

DMA通道buf半满场景计算

1. 接收数据大小 = DMA通道接收总数据大小 - 上一次接收的总数据大小
   
2. DMA通道接收总数据大小 = DMA通道buf大小 - DMA通道buf剩余空间大小

复制代码

4 i9 S& U$ V$ p- ?; r

DMA通道buf半满中断处理函数：

% w2 z; J7 o' A5 b$ Z) w

1. void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id)
   7 c' z' B0 J! l2 c- K
2. {
   4 M9 N, N" l2 N" a) o
3.           uint16_t recv_total_size;
   
4.           uint16_t recv_size;
   
5.        
   
6.         if(uart_id == 0)
   
7.         {
   
8.                   recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
   ( B8 C' C8 R% w, h! D/ s# D. t
9.         }
   1 o( w( m+ T3 q
10.         else if (uart_id == 1)
    # ^% o7 {' X& N: a% i! Z7 I
11.         {
    ! o5 \' B9 [# C1 Q
12.                 recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
    1 i) _4 c2 X$ e/ J5 p8 K
13.         }
    
14.         recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
    % z* F5 s9 F( ]; ?" e) h
15.        
    
16.         fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,
    8 {1 _( s$ v" ?
17.                                    (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
    " ?# w3 o0 F# ?( N5 A. P
18.         s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 记录接收总数据大小 */
    9 h' U! c$ r% r. X
19. }

复制代码

. z6 t9 P5 \( B% ]: d

串口空闲中断场景计算

  串口空闲中断场景的接收数据计算与“DMA通道buf半满场景”计算方式是一样的。

串口空闲中断处理函数：

注：
* n& Z  ^$ r; S3 k9 a4 p+ {串口空闲中断处理函数，除了将数据拷贝到串口接收fifo中，还可以增加特殊处理，如作为串口数据传输完成标识、不定长度数据处理等等。

% y' b2 y( L' g* p5 R" Y 5.3.2 接收数据偏移地址

  将有效数据拷贝到fifo中，除了需知道有效数据大小外，还需知道数据存储于DMA 接收buf的偏移地址。有效数据偏移地址只需记录上一次接收的总大小即,可，在DMA通道buf全满中断处理函数将该值清零，因为下一次数据将从buf的开头存储。

6 Y7 r5 n4 c( ?7 y& K" p8 r

在DMA通道buf溢满中断处理函数中将数据偏移地址清零：

0 E. V- T- c  o' {4 q

1. void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
   ' V6 A8 `/ I9 c; A6 _
2. {
   # _9 @5 ^; v. \, N% R3 k! x" E0 e+ p
3.         /* todo */
   7 q5 j" Q5 c% y* {
4.         s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
   
5. }

复制代码

8 a7 b4 m: U) I9 D5.4 应用读取串口数据方法

  经过前面的处理步骤，已将串口数据拷贝至接收fifo，应用程序任务只需从fifo获取数据进行处理。前提是，处理效率必须大于DAM接收搬运数据的效率，否则导致数据丢失或者被覆盖处理。

) O4 v' A" p; t7 J/ w# a6 串口DMA发送

* s6 e2 n; p1 ?3 W5.1 基本流程

: H2 `0 z: e" Y& I3 C
/ Q9 A* z3 I0 M( R

串口发送流程图

/ m9 g8 w2 v7 m/ U

5.2 相关配置
2 M$ a: A: x% c. I( x7 Y

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA发送模式

【3】配置DMA发送通道，这一步无需在初始化设置，有数据需要发送时才配置使能DMA发送通道

  UART2 DMA模式发送配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

8 Q: \% d3 A0 y

• 串口发送是，DMA通道工作模式设为单次模式（正常模式），每次需要发送数据时重新配置DMA
• 使能DMA通道传输完成中断，利用该中断信息处理一些必要的任务，如清空发送状态、启动下一次传输
• 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
  
  6 S+ b5 d4 ^0 ?4 Y7 {

• 
  % R1 \6 w& ?5 w1 P4 k# ^) a' H
  

  l# _* G7 ?, Y) m- i* u! j5.3 发送处理

  串口待发送数据存于发送fifo中，发送处理函数需要做的的任务就是循环查询发送fifo是否存在数据，如存在则将该数据拷贝到DMA发送buf中，然后启动DMA传输。前提是需要等待上一次DMA传输完毕，即是DMA接收到DMA传输完成中断信号"DMA_IT_TC"。

串口发送处理函数：

1. void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id)
   % J5 F1 j( p# u. Y2 a  a
2. {
   
3.           uint16_t size = 0;
   7 l/ C2 W% d8 V4 V2 _% V* a
4.        
   ( ~# k- s& P8 V+ m* p
5.         if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)
   
6.     {
   
7.         return;
   * i! d6 g- g( ~5 F* f
8.     }
   ; i2 K) F: X% `0 n0 E6 h
9.         size = fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
   
10.                                          s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
    
11.         if (size != 0)
    
12.         {
    ; Q5 k5 S, J! I* I
13.         s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;
    ) X' ^/ Z. v  V# b1 R( `# T* k7 s
14.                   if (uart_id == 0)
    
15.                 {
    4 g' ^, `* e! p' o
16.             s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;        /* DMA发送状态 */
    0 i$ T5 C- ^9 P+ S1 V
17.                           bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
    
18.                 }
    / D. J; M% b9 [4 p5 v4 T
19.                 else if (uart_id == 1)
    
20.                 {
    % C" V2 G0 T/ |' z" P
21.             s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;        /* DMA发送状态,必须在使能DMA传输前置位，否则有可能DMA已经传输并进入中断 */
    
22.                         bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
    
23.                 }
    + N) ~; q: [+ i" G- ^
24.         }
    
25. }

复制代码

5 s+ D- a+ k+ Z9 \9 Y

注意发送状态标识，必须先置为“发送状态”，然后启动DMA 传输。如果步骤反过来，在传输数据量少时，DMA传输时间短，“DMA_IT_TC”中断可能比“发送状态标识置位”先执行，导致程序误判DMA一直处理发送状态（发送标识无法被清除）

7 g" l1 w% h: ?8 x6 b. i

注：
关于DMA发送数据启动函数，有些博客文章描述只需改变DMA发送buf的大小即可；经过测试发现，该方法在发送数据量较小时可行，数据量大后，导致发送失败，而且不会触发DMA发送完成中断。因此，可靠办法是：每次启动DMA发送，重新配置DMA通道所有参数。该步骤只是配置寄存器过程，实质上不会占用很多CPU执行时间。

DMA传输完成中断处理函数：

1. void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id)
   & a4 j# z1 R  ~' b/ F( J
2. {
   
3.         s_uart_dev[uart_id].status = 0;        /* 清空DMA发送状态标识 */
   
4. }

复制代码

# d3 S: F7 }4 X; [& b

  上述串口发送处理函数可以在几种情况调用：

$ _$ F. p  _* t- N; K( Q4 @

• 主线程任务调用，前提是线程不能被其他任务阻塞，否则导致fifo溢出
  . i# n9 S8 s7 u+ x6 Q
  

1. void thread(void)
   & ^# @0 X. o5 y. A: D2 |
2. {
   5 t& E; k0 }* z; C! \2 P9 v3 V
3.     uart_dmatx_done_isr(DEV_UART1);
   0 l' {1 d3 L% a# l$ f
4.     uart_dmatx_done_isr(DEV_UART2);
   ' X$ O/ S9 I' H  l/ n/ T
5. }

复制代码

0 U! ?  W# e) F6 N

• 定时器中断中调用
  " b* E: \) A1 [5 _) a* O# d

1. void TIMx_IRQHandler(void)
   ! J4 |$ a0 O1 k6 i8 |6 ~
2. {
   
3.     uart_dmatx_done_isr(DEV_UART1);
   
4.     uart_dmatx_done_isr(DEV_UART2);
   
5. }

复制代码

1 ^4 X7 H  L% b

• DMA通道传输完成中断中调用
  
  

1. void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
   
2. {
   - `$ y8 c0 \! q; {, _* U- k
3.         if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
   
4.         {
   
5.                 UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
   
6.                 DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
   . e( u6 g  e* ?* c; Q# z- `: p
7.                 uart_dmatx_done_isr(DEV_UART2);
   ( d/ s9 s' }" ?' |
8.         }
   
9. }

复制代码

每次拷贝多少数据量到DMA发送buf：

  关于这个问题，与具体应用场景有关，遵循的原则就是：只要发送fifo的数据量大于等于DMA发送buf的大小，就应该填满DMA发送buf，然后启动DMA传输，这样才能充分发挥会DMA性能。因此，需兼顾每次DMA传输的效率和串口数据流实时性，参考着几类实现：

• 周期查询发送fifo数据，启动DMA传输，充分利用DMA发送效率，但可能降低串口数据流实时性
• 实时查询发送fifo数据，加上超时处理，理想的方法
• 在DMA传输完成中断中处理，保证实时连续数据流
  
  & q2 n/ z4 K- {& @+ K

6 串口设备

6.1 数据结构
# }7 v+ Z- ~) g" s

1. /* 串口设备数据结构 */
   6 ]. u/ F: x+ Z8 Z1 _
2. typedef struct
   . P5 C$ K- H+ a* F% j0 ^, p. Z
3. {
   / d& Q. {/ o. M: T9 I* D9 l2 K3 v
4.         uint8_t status;                        /* 发送状态 */
   
5.         _fifo_t tx_fifo;                /* 发送fifo */
   
6.         _fifo_t rx_fifo;                /* 接收fifo */
   " _4 Y% J7 v0 t9 T/ t" n
7.         uint8_t *dmarx_buf;                /* dma接收缓存 */
   . a/ G- `0 c! }: Q
8.         uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收缓存大小*/
   
9.         uint8_t *dmatx_buf;                /* dma发送缓存 */
   $ x) O/ Q# @: {) C6 }
10.         uint16_t dmatx_buf_size;/* dma发送缓存大小 */
    5 E2 w1 h; A$ H( U7 p
11.         uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收数据大小 */
    
12. }uart_device_t;

复制代码

. M) z% T3 z5 U5 ^; K- J4 w9 d; j6.2 对外接口

1. /* 串口注册初始化函数 */
   
2. void uart_device_init(uint8_t uart_id)
   . O1 p8 _" ?0 q. ~: p3 R( a. E7 \0 h
3. {
   ) l3 Z" u: \. w! t, C4 W
4.           if (uart_id == 1)
   
5.         {
   
6.                 /* 配置串口2收发fifo */
   
7.                 fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, &s_uart2_tx_buf[0],
   
8.                       sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
   ( `- j5 n/ Q( I8 o0 x0 i3 f
9.                 fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, &s_uart2_rx_buf[0],
   + n: B0 ?6 l3 J6 E+ b! ?
10.                       sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
    
11.                
    
12.                 /* 配置串口2 DMA收发buf */
    
13.                 s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf = &s_uart2_dmarx_buf[0];
    
14.                 s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
    
15.                 s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf = &s_uart2_dmatx_buf[0];
    
16.                 s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
    # ^; j* w  C% I! Q, |3 K/ A* ~5 c
17.                 bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf,
    1 d3 q# h$ Z* K. l, k2 }7 R2 D
18.                                                            sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
    1 k& k% n9 C, Q
19.                 s_uart_dev[uart_id].status  = 0;
    
20.         }
    
21. }
    
22. 
    . B# |5 Y" s7 V7 Q
23. /* 串口发送函数 */
    # I  |2 |8 C5 U& j6 A
24. uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size)
    - F' D/ R% U9 j$ o5 s
25. {
    
26.         return fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);
    
27. }
    
28. 
    
29. /* 串口读取函数 */
    3 G' A  ^. t- V: B  P
30. uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size)
    
31. {
    
32.         return fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);
    
33. }

复制代码

+ F% g! H  N& L8 a9 `. Z8 完整源码
$ F( V7 @! g! u9 ]& b
; o1 }5 ]8 x6 g! p! ^

串口&DMA底层配置：

$ T; l1 A+ g: D# n

1. #include <stddef.h>
   % ]& \. r/ y' B! O! \" V1 \
2. #include <stdint.h>
   9 e8 ^$ K2 z2 S, I( a7 V
3. #include <stdbool.h>
   
4. #include "stm32f0xx.h"
   7 |  G6 y: ~' N( J* o: i
5. #include "bsp_uart.h"
   
6. 
   
7. /**
   
8. * @brief  
   
9. * @param  
   / n" e, |8 I4 H9 _& t6 f- n. L4 _
10. * @retval
    
11. */
    
12. static void bsp_uart1_gpio_init(void)
    
13. {
    : p" W; h$ Y5 `% I: L& B& ]) [
14.     GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
    8 L  h0 E( {) G/ e, |' K6 M& l
15. #if 0
    
16.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
    
17.        
    3 l/ k4 C0 d" C
18.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_0);
    ; G4 G5 V2 l9 V' }5 W. e; a
19.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_0);
    ; L* y; }5 B' b2 Z7 F
20.        
    
21.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin         = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode         = GPIO_Mode_AF;
    
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
    : y2 B4 I0 S- ]$ s, _
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed          = GPIO_Speed_Level_3;
    
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd         = GPIO_PuPd_UP;
    5 M$ @" P7 }% p3 G2 Y" P
26.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
27. #else
    ! ^1 |8 ]9 T. z$ V9 r7 z# J: ~; Y
28.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
    . ?) o  F+ h3 i2 ^  G
29.        
    
30.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    
31.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);
    
32.        
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin         = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    
34.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode         = GPIO_Mode_AF;
    ; {, X4 u( v/ r- W6 ~7 d) L0 i( J
35.         GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
    8 J4 |- B  ~2 X  Y3 \
36.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed          = GPIO_Speed_Level_3;
    
37.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd         = GPIO_PuPd_UP;
    
38.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    : v9 P. P# R/ y$ S
39. #endif
    
40. }
    
41. 
    / l) r( n( Q& e
42. /**
    
43. * @brief  
    
44. * @param  
    
45. * @retval
    
46. */
    
47. static void bsp_uart2_gpio_init(void)
    
48. {
    
49.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    ; x9 {2 A! Z. T) l3 n) \4 L- V, ]9 E
50.        
    
51.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
    9 E6 O' k* Q8 ?2 B; l8 r
52.        
    ) a, w2 _$ Q; i6 x0 W* a& Z. a
53.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_1);
    
54.         GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_1);
    
55.        
    ( ]7 o1 Y8 m! e# L  x
56.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
    
57.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    
58.         GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    - U' L. C' M9 f3 l9 f3 x% G
59.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    
60.         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    
61.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    , x; z7 a  c6 G; E$ s' D% [3 }: K
62. }
    / S; D" Z( l0 p! O  i3 o& o, G% l
63. 
    
64. /**
    0 n7 J7 y9 K6 A3 G. ]/ T
65. * @brief  
    
66. * @param  
      F. N7 h5 V+ M5 _8 J- E+ u# s
67. * @retval
    
68. */
    
69. void bsp_uart1_init(void)
    
70. {
    + B! S' Y+ e* g* E
71.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    
72.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    9 G: h) C5 k% l6 w
73.        
    
74.         bsp_uart1_gpio_init();
    
75.        
    & M1 J  y& Y/ M+ ^2 G, K! r
76.         /* 使能串口和DMA时钟 */
    ( E3 _1 B- j# W* F0 t& t# M6 k
77.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    
78.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    
79.        
    ( v# I! n8 K1 e+ N( b
80.         USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
    4 V+ {) K  |5 `# A/ y4 ~
81.         USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
    
82.         USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
    # C1 r% h$ m1 q1 s% T
83.         USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
    5 A" q; l3 P" `7 ?! _# {1 V6 [
84.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    + \+ ]2 }8 f4 A. v. g4 c
85.         USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    
86.         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    
87.        
    
88.         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);        /* 使能空闲中断 */
    
89.         USART_OverrunDetectionConfig(USART1, USART_OVRDetection_Disable);
    
90.        
    # \* ?. c  {# M0 j
91.         USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    
92.         USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); /* 使能DMA收发 */
    4 L' z( O9 k6 ~# d1 @* w
93. 
    
94.         /* 串口中断 */
    
95.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART1_IRQn;
    
96.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
    
97.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
    , ~1 A. d$ @9 g% \) @/ t
98.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
99. 
    # M+ C! W. r. P) a
100.         /* DMA中断 */
     
101.           NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = DMA1_Channel2_3_IRQn;      
     " f7 i8 R/ P3 z& O0 ?3 ^! X: V
102.           NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;
     ( @1 V: U6 R) a2 w' d+ j
103.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
     6 O& b) y& J7 U0 Q: y' M  l
104.           NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
     
105. }
     " `0 r# a' T* o4 h! b% B
106. 
     
107. /**
     . d' Y8 w7 e5 b% M( G
108. * @brief  
     / Z, A3 H5 g) R! T- b1 o: `1 q
109. * @param  
     1 ^6 P. N/ D) f: O1 Q% G
110. * @retval
     * w3 S% H! n( `2 B* O- t
111. */
     
112. void bsp_uart2_init(void)
     . k' P; c3 ^# j
113. {
     
114.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
     ! i  f& [* Q  M& ?) `0 r  q
115.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
     
116.        
     
117.         bsp_uart2_gpio_init();
     ( D; y7 \, \3 D# J, M
118.        
     
119.         /* 使能串口和DMA时钟 */
     
120.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
     
121.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
     6 V/ l/ d1 P' z) m3 S
122. 
     ) w) S8 |& {9 m, i1 ?9 h
123.         USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
     
124.         USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
     
125.         USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
     
126.         USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
     & t/ e" F# p& n; ^" o
127.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
     ' Q4 x- O* ^$ R+ [& G! W
128.         USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
     / N8 A, a; _: B/ e  H/ ^! E8 C
129.         USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
     
130.        
     ) k& q3 M3 e' ?
131.         USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);        /* 使能空闲中断 */
     
132.         USART_OverrunDetectionConfig(USART2, USART_OVRDetection_Disable);
     
133.        
     + }5 J  T% `# a" j) A9 _9 v' [& ?
134.         USART_Cmd(USART2, ENABLE);
     7 p1 `3 s6 P) ]) Z9 ]9 F4 w$ S: i- S
135.         USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE);         /* 使能DMA收发 */
     
136. 
     ( P3 N5 y  i$ i
137.         /* 串口中断 */
     ( [. z" V0 q: `1 _
138.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART2_IRQn;
     
139.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
     
140.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
     
141.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
     
142. 
     & ]. @8 U* h* s; t7 ?/ j, X" k
143.         /* DMA中断 */
     
144.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = DMA1_Channel4_5_IRQn;      
     $ w  w+ s, h( A5 {8 O+ e+ t
145.           NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;
     % l' N: Z) V* ^
146.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
     
147.           NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
     
148. }
     
149. 
     
150. void bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
     
151. {
     ' ~% t0 Q$ Y% d9 ?* r# y
152.           DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
     9 {# r$ x2 i$ q) L% U
153.        
     . ~: v* X* p' y
154.         DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
     9 N/ I" D! c, t1 k. f0 i
155.         DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
     $ d/ a. }& Z% S
156.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr         = (uint32_t)&(USART1->TDR);
     
157.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr                 = (uint32_t)mem_addr;
     6 X7 |& a, s* P, |& X) i
158.         DMA_InitStructure.DMA_DIR                                         = DMA_DIR_PeripheralDST;         /* 传输方向:内存->外设 */
     
159.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                         = mem_size;
     ; q  p" S5 J& ^6 ?9 `# ], x
160.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                 = DMA_PeripheralInc_Disable;
     
161.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                         = DMA_MemoryInc_Enable;
     
162.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize         = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
     1 p; L, _! F5 l& ^2 X% j9 |& H
163.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                 = DMA_MemoryDataSize_Byte;
     
164.         DMA_InitStructure.DMA_Mode                                         = DMA_Mode_Normal;
     ( b- Z1 s3 Y, @6 d
165.         DMA_InitStructure.DMA_Priority                                 = DMA_Priority_High;
     
166.         DMA_InitStructure.DMA_M2M                                         = DMA_M2M_Disable;
     
167.         DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);  
     " Y! n' ?1 R% P1 D0 ~
168.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE);
     
169.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2);        /* 清除发送完成标识 */
     - n5 [6 u  ~7 i  D
170.         DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);
     
171. }
     
172. 
     
173. void bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
     
174. {
     . k& u  \  H4 ^+ s
175.           DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
     ) [3 D8 X; N8 G2 U" E
176.        
     # u5 E! c; q+ d& ?& w
177.         DMA_DeInit(DMA1_Channel3);
     ' l, K  i$ f4 t; z& \" i: x
178.         DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);
     
179.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr         = (uint32_t)&(USART1->RDR);
     
180.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr                 = (uint32_t)mem_addr;
     3 [4 x1 y' ?% ^5 n1 u% H( \# t
181.         DMA_InitStructure.DMA_DIR                                         = DMA_DIR_PeripheralSRC;         /* 传输方向:外设->内存 */
     
182.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                         = mem_size;
     
183.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                 = DMA_PeripheralInc_Disable;
     ' ]1 o; q- V3 G+ M3 y
184.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                         = DMA_MemoryInc_Enable;
     9 V6 @/ Y9 z: Q" S) [# l# ]; D
185.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize         = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
     # g' l6 Q, o  ?" S) v
186.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                 = DMA_MemoryDataSize_Byte;
     
187.         DMA_InitStructure.DMA_Mode                                         = DMA_Mode_Circular;
     
188.         DMA_InitStructure.DMA_Priority                                 = DMA_Priority_VeryHigh;
     
189.         DMA_InitStructure.DMA_M2M                                         = DMA_M2M_Disable;
     7 l) P* k$ K  C3 Y/ ^' U1 q2 a
190.         DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);
     
191.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
     4 @6 ]* b- s+ q4 y/ Q
192.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3);
     
193.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3);
     
194.         DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);
     : G6 |9 ~4 T' R, @
195. }
     + X* u' T* }4 [/ i
196. 
     , w8 U0 u" G, h4 r% X, x
197. uint16_t bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void)
     ) T. i) K* @$ u' J3 g3 F- H2 M1 ]+ q
198. {
     
199.         return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);        /* 获取DMA接收buf剩余空间 */
     
200. }
     6 X. m' T% t: O$ f: m; p* M
201. 
     
202. void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
     # ?# W. F- D. F' |
203. {
     : f+ n! [" U4 k% l) U) o. ]- i- v
204.           DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
     8 b7 ~" z& Q/ c( s+ `9 N) E7 v
205.        
     5 N8 q  B! z0 P/ f8 a7 |
206.         DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
     
207.         DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
     
208.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr         = (uint32_t)&(USART2->TDR);
     ' j- Z, w3 I6 w
209.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr                 = (uint32_t)mem_addr;
     
210.         DMA_InitStructure.DMA_DIR                                         = DMA_DIR_PeripheralDST;         /* 传输方向:内存->外设 */
     * q' {/ O. o7 D# |5 a8 m1 m  i
211.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                         = mem_size;
     
212.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                 = DMA_PeripheralInc_Disable;
     
213.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                         = DMA_MemoryInc_Enable;
     5 e- s2 p1 Y+ Y; Z- Q
214.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize         = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
     
215.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                 = DMA_MemoryDataSize_Byte;
     
216.         DMA_InitStructure.DMA_Mode                                         = DMA_Mode_Normal;
     9 k- j8 i0 M* M! J! {1 b! Y
217.         DMA_InitStructure.DMA_Priority                                 = DMA_Priority_High;
     
218.         DMA_InitStructure.DMA_M2M                                         = DMA_M2M_Disable;
     
219.         DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
     ' z( ~% M6 b) J9 O3 U5 y1 G
220.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE);
     
221.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);        /* 清除发送完成标识 */
     2 Y/ V9 U& |6 c! |# o9 O( a9 s* T
222.         DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
     & x5 [6 u2 y" \" N
223. }
     
224. 
     
225. void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
     6 b* h- \! ]/ y" ~1 Q8 D8 ~# U
226. {
     ) M# _. K* V: M, m) z* A
227.           DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
     
228.        
     
229.         DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
     # c- v' a1 ]  G2 D" A2 j  u' X5 C3 `
230.         DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
     7 G0 H) @' N  l. g0 z
231.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr         = (uint32_t)&(USART2->RDR);
       Z( S! F. L& R6 B$ d- e; E: ~* N$ j# U0 A
232.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr                 = (uint32_t)mem_addr;
     
233.         DMA_InitStructure.DMA_DIR                                         = DMA_DIR_PeripheralSRC;         /* 传输方向:外设->内存 */
     * J; b8 q% i, z+ u
234.         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize                         = mem_size;
     
235.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc                 = DMA_PeripheralInc_Disable;
     
236.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc                         = DMA_MemoryInc_Enable;
     % |4 t; `5 z) @2 _% p
237.         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize         = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
     
238.         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize                 = DMA_MemoryDataSize_Byte;
       X0 D4 T* j" W$ |& _
239.         DMA_InitStructure.DMA_Mode                                         = DMA_Mode_Circular;
     
240.         DMA_InitStructure.DMA_Priority                                 = DMA_Priority_VeryHigh;
     % z2 P. {7 A* u% p' [% G" E
241.         DMA_InitStructure.DMA_M2M                                         = DMA_M2M_Disable;
     
242.         DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);
     
243.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
     * B/ l. _9 G) s: R+ [4 r
244.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);
     & I1 {9 F  a: S% t( ^/ ~% z
245.         DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
     : P. o! l$ ^& w, Z1 L5 {
246.         DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
     
247. }
     
248. 
     
249. uint16_t bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void)
     + E6 V: c# Y/ p; F
250. {
     ( B1 x+ G/ r  x
251.         return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);        /* 获取DMA接收buf剩余空间 */
     
252. }

复制代码

$ F1 k; {2 [/ u+ O) V. c

压力测试：

• 1.5Mbps波特率，串口助手每毫秒发送1k字节数据，stm32f0 DMA接收数据，再通过DMA发送回串口助手，毫无压力。
• 1.5Mbps波特率，可传输大文件测试，将接受数据保存为文件，与源文件比较。
• 串口高波特率测试需要USB转TLL工具及串口助手都支持才可行，推荐CP2102、FT232芯片的USB转TTL工具。
  - Q; p* T( v# z& J
  

; c5 J+ o& Y5 ~% T$ W) s

1.5Mbps串口回环压力测试

7 O- T2 J/ M7 n5 T; y  K
7 y  N/ ^. U$ _! T- h$ `

大牛能不能放一个代码示例出来学** 这里的fifo函数如何实现的？谢谢了

半满和全满中断函数是不是没有添加清中断的代码。