硬件：stm32f103cbt6
软件：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0

DMA，直接内存存取，可以用它的双手释放CPU的灵魂，所以，本文通过USART3进行串口收发，接受使用DMA的方式，无需CPU进行干预，当接受完成之后，数据可以直接从内存的缓冲区读取，从而减少了CPU的压力。

具体的代码实现如下：

usart_driver.h  封装了接口，数据接收回调函数类型，基本数据结构等；

usart_driver.c  函数原型实现，中断服务函数实现等；

拷贝这两个文件即可，可以根据目录下的参考用例，进行初始化。

头文件usart_driver.h已经声明了外部函数可能用到的接口；

USART3_DR的地址

因为USART3接收到数据会存在DR寄存器中，而DMA控制器则负责将该寄存器中的内容一一搬运到内存的缓冲区中（比如你定义的某个数组中），所以这里需要告诉DMA控制去哪里搬运，因此需要设置USART3_DR的总线地址。

USART3的基址如下图所示；

USART3的基址

DR寄存器的偏移地址如下图所示；

DR偏移地址

所以最终地址为：0x40004800 + 0x004#define USART_DR_Base 0x40004804

DMA的通道

因为有很多外设都可以使用DMA，比如ADC，I2C，SPI等等，所以，不同的外设就要选择属于自己的DMA通道，查找参考手册；

DMA通道

因此USART3_RX在这里会使用DMA1的通道3，这都是硬件上已经预先分配好的，我们需要遵循这个规则。所以在代码中我们做出相应的定义；如下所示；

#define USART_Rx_DMA_Channel    DMA1_Channel3

DMA的中断

DMA支持三种中断：传输过半，传输完成，传输出错；

DMA中断

因此在使用是相当安全也相当灵活，而本文只是用了传输完成中断；如下定义了，传输完成中断的标志位，DMA1_FLAG_TC3也就对应了图中的TCIF；

#define USART_Rx_DMA_FLAG       DMA1_FLAG_TC3

USART接收回调函数

在STM32的HAL中封装了大量外设的回调函数，使用起来十分方便，但是标准库中则没有这样的做法，但是这里我们可以自己实现，rx_cbk就是回调，即串口数据接收完成就会执行已经注册的回调函数；

typedef void (*rx_cbk)(void* args);

通过使用接口usart_set_rx_cbk进行回调函数的注册，pargs为将传递的参数指针；

void usart_set_rx_cbk(uart_mod_t *pmod, rx_cbk pfunc,void *pargs);

头文件源码

#ifndef USART_DRIVER_H #define USART_DRIVER_H #include  #include /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ #define USE_MICROLIB_USART 1 #if USE_MICROLIB_USART #ifdef __GNUC__ /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf    set to 'Yes') calls __io_putchar() */ #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch) #else #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f) //#define GETCHAR_PROTOTYPE int fgetc(FILE *f) #endif /* __GNUC__ */ extern PUTCHAR_PROTOTYPE; #else #endif   //default 8N1 #define COM_PORT USART3 #define TX_PIN  GPIO_Pin_10 #define RX_PIN  GPIO_Pin_11 #define BAUDRATE 115200 #define IRQ_UART_PRE 3 #define IRQ_UART_SUB 3 #define USART_Rx_DMA_Channel    DMA1_Channel3 #define USART_Rx_DMA_FLAG       DMA1_FLAG_TC3 #define USART_DR_Base           0x40004804 #define USART_BUF_SIZE   ((uint16_t)16) typedef void (*rx_cbk)(void* args); struct uart_mod {    uint8_t rx_buf[USART_BUF_SIZE];  uint8_t rx_dat_len;  uint8_t head;  uint8_t tail;     void (*init)(void);    void *pargs;  rx_cbk pfunc_rx_cbk; }; typedef struct uart_mod uart_mod_t; extern  uart_mod_t user_uart_mod; void usart_init(void); void usart_set_rx_cbk(uart_mod_t *pmod, rx_cbk pfunc,void *pargs); void usart_send_char(char ch); void usart_test_echo(void); uint8_t usart_recv_char(void); int usart_printf(const char *fmt, ...); //extern GETCHAR_PROTOTYPE; #endif

DMA的基本配置

串口接收DMA的配置在函数dma_init中；

static void dma_init(void)

已经定义了数据缓冲区，如下：

uint8_t RxBuffer[USART_BUF_SIZE] = { 0 };

因此需要在DMA的配置中设置USART_DR的地址，和数据缓冲区的地址，以及两者的大小；还有就是数据流向；

寄存器流向内存；

内存流向寄存器；这个需要搞清楚；相关配置如下所示；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART_DR_Base;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)RxBuffer;    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART_BUF_SIZE;  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

注意：DMA_DIR_PeripheralSRC表示，外设作为源地址，数据是从外设寄存器流向内存，即DMA会把数据从地址USART_DR_Base搬运到RxBuffer去。如果这个地方搞错，会导致RxBuffer始终没有你想要的数据。

环形队列接收数据

线性缓冲区会因为缓冲器接收数据已满导致无法继续接收的问题；而环形队列进行接收的话，会自动进行覆盖，这样一来，在读取数据的时候，也要配置一个环形队列进行数据处理，下面的配置是把DMA配置为循环模式；

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

在结构体user_uart_mod中，则用两个变量分别指向队首head和队尾tail；具体数据的读取在函数USART3_IRQHandler中，会把数据从内存的RxBuffer读取到结构体user_uart_mod的成员变量rx_buf中；最终调用回调函数。

函数原型

usart_driver.c

#include  #include  #include "stm32f10x_usart.h" #include "usart_driver.h" uint8_t RxBuffer[USART_BUF_SIZE] = { 0 }; uart_mod_t user_uart_mod = {  .rx_dat_len = 0,  .head = 0,  .tail = 0,  .pfunc_rx_cbk = NULL,  .pargs = NULL }; static USART_InitTypeDef USART_InitStructure; static void rcc_init(void){  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);  /* Enable GPIO clock */  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB         | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); } static void gpio_init(void){   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   /* Configure USART Tx as alternate function push-pull */   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TX_PIN;   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   /* Configure USART Rx as input floating */   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RX_PIN;      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); } static void dma_init(void){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;   /* USARTy_Tx_DMA_Channel (triggered by USARTy Tx event) Config */    DMA_DeInit(USART_Rx_DMA_Channel);  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART_DR_Base;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)RxBuffer;  //DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART_BUF_SIZE;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(USART_Rx_DMA_Channel, &DMA_InitStructure); } static void irq_init(void){  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  /* Enable the USART3_IRQn Interrupt */  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = IRQ_UART_PRE;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = IRQ_UART_SUB;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } void usart_send_char(char ch){  /* Loop until the end of transmission */  //while (USART_GetFlagStatus(COM_PORT, USART_FLAG_TC) == RESET){}  while((COM_PORT->SR & USART_FLAG_TC) != USART_FLAG_TC){    }   USART_SendData(COM_PORT, (uint8_t) ch); } uint8_t usart_recv_char(){  /* Wait the byte is entirely received by USARTy */     //while(USART_GetFlagStatus(COM_PORT, USART_FLAG_RXNE) == RESET){}  while((COM_PORT->SR & USART_FLAG_RXNE) != USART_FLAG_RXNE){    }       /* Store the received byte in the RxBuffer1 */     return (uint8_t)USART_ReceiveData(COM_PORT); } int usart_printf(const char *fmt, ... ) {     uint8_t i = 0;     uint8_t usart_tx_buf[128] = { 0 };     va_list ap;     va_start(ap, fmt );     vsprintf((char*)usart_tx_buf, fmt, ap);     va_end(ap);    while(usart_tx_buf && i < 128){   usart_send_char(usart_tx_buf);      i++;  }      usart_send_char('');  return 0; } void usart_test_echo(){  uint8_t tmp_dat = 0xff;  tmp_dat = usart_recv_char();  usart_send_char(tmp_dat); } void usart_init(void){  rcc_init ();  gpio_init ();  irq_init();    /* USARTx configured as follow:   - BaudRate = 115200 baud     - Word Length = 8 Bits   - One Stop Bit   - No parity   - Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)   - Receive and transmit enabled  */  USART_InitStructure.USART_BaudRate = BAUDRATE;  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  /* USART configuration */  USART_Init(COM_PORT, &USART_InitStructure);  USART_ITConfig(COM_PORT, USART_IT_IDLE, ENABLE);  //USART_ITConfig(COM_PORT, USART_IT_RXNE, ENABLE);  /* Enable USART */  USART_Cmd(COM_PORT, ENABLE);    USART_DMACmd(COM_PORT,USART_DMAReq_Rx, ENABLE);  dma_init();  DMA_ITConfig(USART_Rx_DMA_Channel, DMA_IT_TC, ENABLE);   DMA_ITConfig(USART_Rx_DMA_Channel, DMA_IT_TE, ENABLE);  DMA_Cmd(USART_Rx_DMA_Channel, ENABLE);  } void usart_set_rx_cbk(uart_mod_t *pmod, rx_cbk pfunc,void *pargs){  pmod->pargs = pargs;  pmod->pfunc_rx_cbk = pfunc; } void DMA1_Channel3_IRQHandler(void){      if(DMA_GetITStatus(USART_Rx_DMA_FLAG) == SET){                 DMA_ClearITPendingBit(USART_Rx_DMA_FLAG);     } } /**   * @brief  This function handles USART3 global interrupt request.   * @param  None   * @retval None   */ void USART3_IRQHandler(void) {  uint8_t buf[USART_BUF_SIZE];  uint16_t rect_len = 0;  if(USART_GetITStatus(COM_PORT, USART_IT_IDLE) != RESET)   {   uint8_t i = 0;   USART_ReceiveData(COM_PORT);   user_uart_mod.head = USART_BUF_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(USART_Rx_DMA_Channel);     //fifo is not full    while(user_uart_mod.head%USART_BUF_SIZE != user_uart_mod.tail%USART_BUF_SIZE){       user_uart_mod.rx_buf[i++] = RxBuffer[user_uart_mod.tail++%USART_BUF_SIZE];   }   user_uart_mod.rx_dat_len = i;   //DMA_Cmd(USART_Rx_DMA_Channel, ENABLE);   if(user_uart_mod.pfunc_rx_cbk != NULL){    user_uart_mod.pfunc_rx_cbk(user_uart_mod.pargs);   }  }  USART_ClearITPendingBit(COM_PORT, USART_IT_IDLE);  //USART_ClearITPendingBit(COM_PORT, USART_IT_RXNE); } #if USE_MICROLIB_USART /**   * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.   * @param  None   * @retval None   */ PUTCHAR_PROTOTYPE {  /* Place your implementation of fputc here */  /* e.g. write a character to the USART */  USART_SendData(COM_PORT, (uint8_t) ch);  /* Loop until the end of transmission */  while (USART_GetFlagStatus(COM_PORT, USART_FLAG_TC) == RESET)  {}  return ch; } #else #pragma import(__use_no_semihosting)                           struct __FILE  {   int handle;  };  FILE __stdout;        int _sys_exit(int x) {   x = x;   return 0; }  int fputc(int ch, FILE *f) {        /* Place your implementation of fputc here */  /* e.g. write a character to the USART */  USART_SendData(COM_PORT, (uint8_t) ch);  /* Loop until the end of transmission */  while (USART_GetFlagStatus(COM_PORT, USART_FLAG_TC) == RESET)  {}  return ch; } #endif

参考用例

这里需要调用usart_init，并设置回调函数，如果不设置，则不会执行回调。

void motor_get_cmd_from_uart(void *pargs){    if(pargs == NULL){   return;  }   uart_mod_t *p = pargs;  if(p->rx_dat_len > 0 && p->rx_dat_len == PACKAGE_SIZE){   if(p->rx_buf[0] == PACKAGE_HEAD    && p->rx_buf[PACKAGE_SIZE - 1] == PACKAGE_TAIL){    user_cmd_mod.head = p->rx_buf[0];    user_cmd_mod.cmd.value_n[0] = p->rx_buf[1];    user_cmd_mod.cmd.value_n[1] = p->rx_buf[2];        user_cmd_mod.option = p->rx_buf[3];        user_cmd_mod.data.value_n[0] = p->rx_buf[4];    user_cmd_mod.data.value_n[1] = p->rx_buf[5];    user_cmd_mod.data.value_n[2] = p->rx_buf[6];    user_cmd_mod.data.value_n[3] = p->rx_buf[7];        user_cmd_mod.tail = p->rx_buf[PACKAGE_SIZE - 1];    user_cmd_mod.process_flag = 1;   }    }  p->rx_dat_len = 0;  } int main(void){  usart_init();  usart_set_rx_cbk(&user_uart_mod, motor_get_cmd_from_uart,&user_uart_mod); }

总结

本文简单介绍了基于STM32基于DMA，利用串口空闲中断进行串口数据接收的具体配置和实现方法，代码基于标准库3.5版本；
因为标准库ST目前已经不再更新，并且ST提供了cubemx工具可以进行基于HAL库和LL库的外设快速配置，从而简化大量工作；当然为了不掉头发感觉撸寄存器也不错，最终适合自己的才是最好的。