01概述
l" P2 e# z) c! ?在之前的文章里《STM32串口详解》和《STM32 DMA详解》文章中,详细讲解了STM32的串口和DMA外设,本篇文章将不在细述串口和DMA的知识。
9 w+ z+ x9 u4 W' m3 q& @) T在串口讲解的文章中,示例代码采用中断方式接收和发送数据,中断的好处在于可以及时响应,快速接收到数据,但缺点也很明显,那就是频繁中断,接收1000个字节需要中断1000次,频繁中断就意味着会打断其他代码的执行,对一些应用场景是不允许的。这个时候,使用DMA+串口的组合就可以很好解决这个问题。% f+ m$ s2 Z5 l/ X2 Y
# {) S. D4 k+ c5 }& I8 bDMA每个数据流有8个通道,每个通道映射到不同外设,这有利于针对不同的产品配置不同的DMA外设请求。. g3 O2 Q) @7 F
每个数据流只能配置为映射到一个通道,无法配置为映射到多个通道。即,与数据流不同,每个DMA控制器可以同时配置多个数据流(因为有仲裁器),但每个数据流不能同时配置多个通道(因为只有选择器)。
3 z( |3 q M$ f1 h. N2 o& f我们使用USART1串口外设,从数据手册中可以查到,USART1的发送和接收都是支持DMA的,使用的是DMA2.( i) \% l0 I) f+ d5 Z) {
/ q" C7 }3 ~: ?7 Y) K4 f
接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
- W( x6 z y8 W2 I2 O, f2 d7 f1 o2 @
3 q* A" o" Q+ X8 Z& b8 ]5 C
02DMA接收& y+ F. A" R6 V# k, x
我们先配置DMA,将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。
/ O3 o2 X- ~" S& }DMA配置这一块不再详解,不太懂的同学请看文章《STM32DMA详解》,这里我们直接贴代码。
: N r0 D3 S" b0 a6 x& S" c* E- <font face="微软雅黑" size="3">void DMA_Config(void)! m5 g L m8 E4 d: _
- {
) S$ k* f/ C8 s2 V' g - DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;; W# t! d) m& }- h
- 1 Y" S4 T* e' v
- /* Enable DMA clock */
+ @5 V# w3 m/ H. O) X0 ^: l- b2 I' E - RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);/ H) a; v4 K- s+ G- s- z
- & w, Q7 ?4 U7 X! R- j1 C7 b0 q
- /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
+ R, w3 y- U: b8 A. g" m - DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
+ U$ s7 X0 ]; N: `8 q# h- d/ O - 2 C0 A* a% {9 f P
- /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it.
- p$ e! F& \$ L) g. H - Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times:
6 }( n* e2 J1 [* i& T I5 W - enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable
6 i U) b: X: a' D e; S' k - will be effective only at the end of the ongoing data transfer and it will , d) X2 M# J+ L6 g8 h3 `/ A/ p
- not be possible to re-configure it before making sure that the Enable bit
& x C }$ }/ L - has been cleared by hardware. If the Stream is used only once, this step might / |0 S" V. U2 G9 y# {$ o9 d
- be bypassed. */
2 t' @2 s8 g$ i) n5 j - while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
/ [" d- P; R1 }! m0 d - {
* A/ ]1 p' r3 h& C4 R# [1 y - }. w. `. ?8 E) S7 ~
- 5 }7 ]3 d& p3 N* B: N7 V7 L/ ?
- /* Configure DMA Stream */
9 h: _ b, x# K' p - DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //DMA请求发出通道
/ m& i" y$ V9 M, p. y8 n - DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外设地址) S' a7 ~+ V2 j0 ]
- DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址& H: v9 U2 r& D5 E, [ L7 l3 Y
- DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置+ t' E. O' z% g$ m% \9 g: j" m
- DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//传输大小
+ {$ {5 Y' r' I; J7 L7 R - DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变+ k! R2 R! U+ X* n( F
- DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
+ G+ R0 Z7 B" g3 Y - DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位
: X9 `( M# D( i& Q( a - DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址数据单位- U% m# i) B0 }: A
- DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式:正常模式
1 M) k0 O6 {& T6 u1 G; |6 z; x5 q - DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级:高& H/ R9 R) k: B+ k" d8 p
- DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.
& O6 L' d: |7 [8 I - DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择6 p4 }# p. \1 }. F
- DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存储器突发模式选择,可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。
2 V/ k8 g# ]- S2 @7 | - DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外设突发模式选择,可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。! R2 _; O3 D2 L) v3 m
- DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure); 1 F$ p$ t; l2 U, T
-
- |$ B; N* M C: m1 T1 l: X, \ - /* DMA Stream enable */! i% X. P0 B) R" _/ \" e2 `* j& x& X6 ~
- DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);( ]; _1 c$ V, l- J8 T
- }</font>
复制代码 除了配置DMA外设外,我们还需要配置串口对应的DMA配置,在手册有一小章节讲解到。
. Z s: i( Y% Q
7 ?( k1 o8 `% M/ Z/ y4 Z5 V r7 |; r0 h
需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。. X: x$ o5 V* H% y3 _* U
/ P2 A R' V: A我们可以通过配置USART_CR3寄存器的bit6和bit7使能串口发送和接收DMA。ST的标准外设库同样提供了对应的外设库。
# ]* I) h) ^4 g- <font face="微软雅黑" size="3">void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)</font>
复制代码 通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下:
6 k) c0 B, P# m9 ` G$ D- <font face="微软雅黑" size="3">/*使能串口DMA接收*/) o# X4 }% }2 r. l% g F' n$ I0 Q
- USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);</font>
复制代码
! |4 K8 T- w2 @; q. i- L1 l( Q: ~9 b, _. D+ `! _3 L
03中断
! p# c. X: p X% z+ [1 T5 g我们使用DMA+串口解决了频繁中断的问题,但现在有一个问题,我们还需要及时将接收的数据信息通知CPU,以便达到数据的及时性。我们使用DMA和串口两个外设,他们都有自己的中断。
1 m+ P+ n! }. B$ m% V* J使用DMA中断,如下配置
# a& \ v0 ?% k' ^' c* P7 l: i d1 a! f0 h7 Y. u" s
- <font face="微软雅黑" size="3">/* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */8 C$ _% Q0 V, H/ u3 ]# L! n" q8 m# i
- DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);
5 V3 m0 H: ~; n - & h! A( L; }% o5 Q
- /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
' u4 @5 E, I% H- t, |: X - NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
- V7 c3 r. G. q- v+ Z6 ~ - NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;' o' c \+ x0 b! d/ Z) J* D$ ^
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
% X" f+ B! P4 m' i2 D% y - NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;+ m1 `8 r8 I8 b% t) K, M
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);</font>
复制代码 当DMA接收完毕时,会产生中断通知CPU取数据。
$ ]+ w) n' P5 C3 d但这有个明显的缺陷:串口接收一包数据,长度如果小于DMA的缓冲长度,那么久不能触发中断,只能等DMA接收满数据才会产生中断,如果下一包数据迟迟不来,那么这一包就不能被及时响应。
. k; K3 m, U2 a那么我们采用串口中断是一个不错的方案。串口提供了一个空闲中断,“似乎”就是为了DMA专门使用的。
n3 C L6 ^6 c5 R- {
+ S( ~/ I* A* W6 m4 ], ~
当串口接收一包数据,接收完最后一个字节,没有数据接收时,会产生一个中断,这个时候,CPU就可以取数据。1 w8 {$ b1 ?/ Y0 ]& I0 u
串口的配置知识不再讲解,不太懂的同学请看《STM32串口详解》,串口空闲中断配置如下 p1 @0 s7 g+ s1 q4 F6 n7 z; I
9 [! w! Z; I! D$ a# \. K2 C7 l- <font face="微软雅黑" size="3">USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
7 {; o( C$ x2 M( [ - - k7 W7 v; w8 t& Q, X) \) e* t4 T
- /* Enable the USARTx Interrupt */9 l G$ E0 C& a+ A6 h
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;0 ], q4 y% |3 |' [& v- Y% K2 ]/ H
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;7 n7 c% }( ~( I
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;4 {3 O i- _0 [ ]" T
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;7 M0 n4 s5 n! d2 B1 b: Q
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);</font>
复制代码 串口中断代码如下" u' c% r5 g w
- <font face="微软雅黑" size="3">void USART1_IRQHandler(void)' E0 g- a! t9 o, T9 m
- {
/ A" I4 g) g5 ^4 f4 A0 l$ S - uint8_t temp;4 {( U5 j/ M x9 T4 Y" W" V3 U
- if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
2 R! t9 ^/ Q4 @- I9 m - {: A1 j. x @/ C X9 Y- Q
- DealWith_UartData();
# k2 N+ x- P+ k* g9 ^ - // USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);8 E. y4 c8 C Q) `3 K1 z' x* _' `) w
- temp = USART1->SR;
" B7 G+ \5 K/ c/ L+ G - temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志
$ N/ B+ M: F! N* H' U' N9 P! v/ P - }; M& K0 R* A6 t/ E( f
- }</font>
复制代码 重点:这里有一个坑!!!/ ~' b$ a5 C& _) \) K. R
清除空闲中断位的代码是
2 i1 k; e6 P! Q5 C9 P- <font face="微软雅黑" size="3">temp = USART1->SR;
) F0 U# B8 `6 p! E/ h5 l) N - temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志</font>
复制代码 证据如下
: |: \0 m# v( T% G. ^
5 z, Q: i( O" y这一点很坑人,注意。+ G" F1 I7 F7 P# R7 f- B' j; _
' p$ @5 z( A5 q: U( w2 M! ]( `; P' k# @4 Z
04代码
1 E( i0 ?0 L$ M) `5 \DMA+串口接收的工程代码是开源的,Keil和IAR的工程都有" Z& c* s7 [+ N# g$ X0 l
_; R* c9 n6 P" V, U6 [0 r33-USART-DMA-Receive DMA串口接收(没有使用中断)
! |9 l: N, \: G# E8 u- t- w* U34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收(DMA中断)
6 ]" _/ u/ F/ o O5 d35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收(串口空闲中断)/ [* |' |8 _/ C( r. n8 G+ k4 @
" R# M3 A4 ~& g5 ?2 e
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