本节目标:

• 通过DMA,无需中断,接收不定时长的串口数据
  ' D2 g, C: C0 v7 D# J

描述:
: W! `' I% ?4 ?+ O. m' H# W当在串口多数据传输下,CPU会产生多次中断来接收串口数据,这样会大大地降低CPU效率,同时又需要CPU去做其它更重要的事情,我们应该如何来优化？
比如四轴飞行器,当在不停地获取姿态控制方向时,又要去接收串口数据.
3 g. r4 }; w) I0 w0 ^答:使用DMA,无需CPU中断便能实现接收串口数据

1 J* F0 L8 {  u

1.DMA介绍
3 g' [4 I1 L; uDMA，全称为： Direct Memory Access，即直接存储器访问， DMA 传输方式无需 CPU 直接
# `9 I; X. d+ V' y( P控制传输，通过硬件为 RAM 与 I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路，能使 CPU 的效率大为提高。
9 n, i3 `( d& g3 o7 {

2在main()中调用串口配置函数，初始化串口后，然后使能UART1_RX的DMA接收
2.1在main()函数中，使用以下函数来调用配置函数:

1. uart_init(115200);    //串口初始化为115200

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2.2 uart_init()函数如下:

1. void uart_init(u32 bound){
   # k% T# a/ Q1 H5 @; E) V, m
2. //GPIO端口设置
   % b! K3 G2 d, P6 _5 a9 Y
3. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   ; ]3 |2 j1 h6 u# _0 K- R; o8 \6 J
4. USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
   $ {5 ]; ~) d, d) z% @
5. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   
6. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //使能USART1，GPIOA时钟
   
7. //USART1_TX GPIOA.9
   
8. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
   0 M8 |. e/ r4 y; j* v+ g' e
9. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
   8 X9 F* }5 |. r& H8 T! M: {
10. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //复用推挽输出
    9 G, D  b7 D/ d8 b$ r- n
11. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
    
12. 
      C) e- n/ X  S6 J/ I! p  {/ b
13. //USART1_RX    GPIOA.10初始化
    ' ^; c( h. N# e1 y: n4 p
14. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
    6 m$ Y6 f: {8 A) d0 X/ r
15. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    
16. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10
    5 F7 w+ _- G) }! ]. d& t1 F' V
17. USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    
18. USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    3 q4 l+ \5 n' t# e1 u
19. USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    , g6 e+ k. k: m1 _8 r
20. USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    ; A* ]7 A$ `2 {8 I
21. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    
22. USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收发模式
    
23. 
    9 R% `1 X9 w( h* q" I
24. USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
    
25. USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能串口1的DMA接收
    
26. }

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8 ?5 \( Z+ {1 {* p) V' E

3.在main()中调用DMA配置函数,然后初始化DMA1的UART1_RX通道后，便使能串口1和DMA
2 e$ H7 g0 [7 s) }5 e' E; m3.1如下图所示,UART1_RX位于DMA1通道5:

所以使用库函数中变量DMA1_Channel5 来配置UART1_RX.

3.2在main()函数中，定义一个接收数组,使用以下3个参数来调用配置函数:

1. u8 USART_RX_BUF[35]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
   $ z7 L" G( a: g+ d: k
2. MYDMA_Config(DMA1_Channel5,(u32)&USART1->DR,(u32)USART_RX_BUF,35);//DMA1通道5,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度35，

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3.3 MYDMA_Config()函数如下,最后会调用MYDMA_Enable()开始一次DMA传输！:

1. void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
   
2. {
   4 v+ Q; o* }/ Q5 b) V% L+ z
3. RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);    //使能DMA传输
   7 @( v" d& Z% G
4. DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
   " }8 ~" a" ~/ d  W% H
5. DMA1_MEM_LEN=cndtr;
   & o& Y% e# c/ x4 ]& h
6. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外设基地址
   , `: Y7 q" v; j
7. DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA内存基地址
   
8. DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //数据传输方向，从外设到内存
   8 B/ d4 ]$ M, ^9 }! ?; Z% b
9. DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA缓存的大小
   + l/ t. m: ~- r6 `5 J1 I' `
10. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
    7 Z1 c* o" l) I9 r9 R4 r" E
11. DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
    , \0 x& z: v& o1 ]) Q4 v, p
12. DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
    ( k' |' ]: K/ |$ c
13. DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
    
14. DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式
    , X3 F/ X& ^2 n5 [
15. DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
    
16. DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    
17. DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Rx_DMA 所标识的寄存器
    
18. USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
    
19. DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
    ; z) h2 p7 `  N) q/ O, E% @
20. MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);//开始一次DMA传输！
    ; P- _/ X% Y3 p0 h! c/ B% \) ^
21. }

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3.4 MYDMA_Enable()函数如下:

1. void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
   5 v8 f/ e/ Z1 r5 i& \6 W
2. {
   & ^: t2 N" T( z8 O2 _
3. DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
   ) V8 D: W$ [: r# J1 u2 A3 z
4. DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//从新设置缓冲大小,指向数组0
   
5. DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
   
6. }   

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4.然后当USART_RX_BUF[0]是有数据了,适当的延时10ms,让UCOS继续操作其它进程,就能收到不定长的所有数据啦
代码如下(也可以放在无操作系统的while中):

1. if(USART_RX_BUF[0])    //数组0有数据了，说明DMA开始接收一段数据
   
2. {
   
3. delay_ms(10); //延时10ms,让DMA继续接收后面数据的同时,也能跑跑其它进程
   
4. printf("1:%s\r\n",USART_RX_BUF); //打印
   2 V7 |9 Z  ^% i% S( v
5. memset(USART_RX_BUF,0,35);    //清空数组
   
6. MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);//开始一次DMA传输！
   & E# s( B1 G9 C- o
7. }

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& O% I/ _" t" ^* }

上面代码中延时10ms,又能接受多少数据？

在波特率115200下,1S能接受115200位bit,然后一个字节为8位bit,再加上一位停止位,所以可以接受12800个数据.

那么10ms,可以接受128个数据,如果数据数组较大,可以适当的提高延时时间

5.测试效果
, ?) k2 {' _' ?/ z3 n  s如下图所示,输入多少就回显多少，说明已经成功,我这里是设置的接收数组大小为35,如果需要更长的数据，就改变数组大小即可

' G; I  x% C) c4 ^5 Y