01、概述

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。
& {6 \, p, r. d- }5 r


DMA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。
0 s( h: [  o) J2 q4 Y9 |. w4 o4 w
6 R! U  l$ \/ P8 f! {0 j+ _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）。

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.
3 E2 N% e( b. X2 D3 o

% g2 c# [3 n2 F1 H, f3 H2 l8 j$ K
接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
; J, Y. P  F$ d; J. Z
02、DMA接收
/ d$ g  v' Q; H) _7 g8 z# z我们先配置DMA，将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。

" p- ^% I; U1 `! d

1. void DMA_Config(void)
   1 _6 V0 X$ j2 i/ N4 r& v% U) g* u
2. {
   1 |/ ]" j  i1 b3 [
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   
4. 
   # q% x& k6 F6 ]' B+ M7 _: ^* j
5.   /* Enable DMA clock */
   
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   
7. 
   
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   * `% ?5 A$ p* t9 R  @( D
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
   * ~: k, P! D  B5 l9 {* |: Q2 }+ J0 h
10. 
    
11.   /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it.
    
12.      Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times:
    
13.      enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable
    
14.      will be effective only at the end of the ongoing data transfer and it will
    ; U8 V9 [& ]5 Z0 Y' o
15.      not be possible to re-configure it before making sure that the Enable bit
    
16.      has been cleared by hardware. If the Stream is used only once, this step might
    & I6 z9 B. r" q& \' G, ]! s
17.      be bypassed. */
    : F3 m' n) W0 W; b) ~/ S" G
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    1 t* r7 y) X1 ^: ~" I! w
19.   {
    3 ~; B* s" M% |" T4 g
20.   }
    " R6 y! o; P( u! x$ a/ t
21. 
    - `* V: C; [( k6 S, t/ j+ V4 s
22.   /* Configure DMA Stream */
    % g  g) T# v( Y, A
23.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4;  //DMA请求发出通道
    
24.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外设地址
    4 \2 v5 ?' j) Z4 d0 @- I, f! {
25.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址
    
26.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置
    5 H4 o& B- V2 v3 V
27.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//传输大小
    
28.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变
    # v& P# [3 p& n
29.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
    
30.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位
    
31.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址数据单位
    
32.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式：正常模式
    " L2 ~  n/ l* _) }' j% n# x$ b
33.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级：高
    " w8 A; C/ j/ O/ |, V1 w6 b9 ]
34.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.         
    
35.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择
    4 F9 M- T/ \% [# l' R/ m
36.   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。
    ( x1 S  M/ k1 l$ j7 X
37.   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。
    
38.   DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);
    
39. 
    
40.   /* DMA Stream enable */
    
41.   DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
    9 V2 x0 L7 {1 T5 i) t: }3 s
42. }

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% V' a8 W! u0 D$ P: H
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。
& T2 [. n+ T; d  j/ K. L/ L1 U
, ]0 \$ b/ Y" n" e  q, D; T4 y% z

需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。

+ H+ Q8 ~1 S0 e* m) s0 n
2 i- X6 T- Y8 M
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。
5 m# N6 J' c0 q, m& \

1. void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)

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通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下：
. X" Q4 {7 K: [. Z: j  c, O

1. /*使能串口DMA接收*/
   : S: ]5 A% Q0 Z  j* B9 U* B% g6 o& Q
2. USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

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03、中断
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。
9 k+ B- `: T- I8 s- w
使用DMA中断，如下配置

1. /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
   ' N: l! L+ A6 p2 v' z3 q1 E" }" J: t
2. DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);
   ; H( ~0 f) c# L5 C" ~/ ^, d
3. 
   6 B$ M0 o1 Y; x
4. /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
   ( \1 d; @5 z) P4 Z# A% t/ N1 L; e
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
   ( a" V2 _1 `( C7 e7 g
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   1 c# `6 [9 c: K/ _
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   / T- r; a+ @$ ?8 ?* \1 ?
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   5 o& A# S2 t' D5 o5 W
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

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, k3 v( R+ |& o当DMA接收完毕时，会产生中断通知CPU取数据。

6 _0 ?. s7 N& I$ x: |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。

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。
7 `) o* ^2 \& A
- ]8 U/ c, |( m; v

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。

% T2 D' Q) N2 k4 Q2 J3 j, ]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
( ?3 ~8 O. a. t# s
9 T$ ]3 U0 ]- b. I' U" j7 }

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   
2. 
   
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   " @+ {: M9 s4 f4 m4 g
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   5 a  o. B" h6 |0 g8 P' Y. B  x
8. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

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/ D+ e4 ^5 T- |7 \3 c串口中断代码如下
! m1 q6 X! p8 G4 \+ T
& e: D: i3 k- g6 z& U9 i$ v$ D

1. void USART1_IRQHandler(void)
   
2. {
   / H& y1 \  N% q8 ~( a; g
3.   uint8_t temp;
   
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   ( g" V7 W8 ]4 S# F' B* @
5.   {
   
6.     DealWith_UartData();
   2 ~& ?' ?2 W! m5 @* ~9 P; v
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   
8.     temp = USART1->SR;  
   ( U% h% r0 ?5 E" c/ g
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   / ?8 X7 M8 ~4 F4 o; i# S
10.   }
    
11. }

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* G3 K4 Q( h/ ~6 c4 c7 ~重点：这里有一个坑！！！

清除空闲中断位的代码是
4 Q, ^; ~2 C4 [% j+ X. U4 u* R' u1 E

1. temp = USART1->SR;   
   ! g; t1 f7 o9 T0 E9 A
2. temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志

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" F# }& i$ A4 j- ^1 _. c1 g证据如下



这一点很坑人，注意。

5 Y% z/ H* k* x4 T7 M- g04、代码
& e( I  s+ P: P# ^* cDMA+串口接收的工程代码是开源的，Keil和IAR的工程都有
+ A) s; |+ f  @
: z3 @- T; p' [+ j! ]2 s/ W

33-USART-DMA-Receive         DMA串口接收（没有使用中断）
$ G: u# j5 T% @6 `
34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收（DMA中断）

4 t) x8 C' y7 e. ~: y35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收（串口空闲中断）
0 {/ Q0 B3 `( S1 f9 G

1 m0 T0 f1 L6 O3 j* y" x* l

好诶！

学习