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。


# q) b7 f3 ^* f
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。
  Y0 ~% P1 n8 P% u2 w" `
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.
* {; J6 M; u5 v1 D' |
: h: W& C" d  K$ I
! [+ W& m/ \5 K; g7 r
接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用

02、DMA接收
我们先配置DMA，将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。

* K; {5 D4 j* l$ Q/ D3 T9 c

1. void DMA_Config(void)
   
2. {
   
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   6 |1 n8 U: O" Y% |
4. 
   
5.   /* Enable DMA clock */
   + S5 J4 d0 V0 j, j8 X
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   6 f) s. V3 f( H3 G
7. 
   
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
   4 z# U- h) {8 t4 J" X; G8 o
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:
    ; U, N9 ^* l* f9 |0 Q
13.      enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable
    # C% S/ w6 z9 }3 B
14.      will be effective only at the end of the ongoing data transfer and it will
    
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
    " h6 n4 p# X( l4 z
17.      be bypassed. */
    . e4 c) r& E% C7 L9 w' Y
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    ( X: W* b# T3 q3 A, `! O
19.   {
    
20.   }
    
21. 
    
22.   /* Configure DMA Stream */
    
23.   DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4;  //DMA请求发出通道
    5 f5 T( s7 P! g* k/ y0 \" n
24.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外设地址
      l- v# g$ b5 f1 L
25.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址
    * z7 a6 \/ _! b
26.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置
    
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
    . k1 Y! o& q, p3 A* S! @! a2 M9 M( e
29.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
    9 f' x% ~3 o; V# N# f) \) h
30.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位
    ' T0 @5 \2 A, l3 ^/ {$ e
31.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址数据单位
    3 ]6 J+ K0 u0 P4 Z1 S
32.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式：正常模式
      I* ^+ @6 ^" T3 N, w; P9 z
33.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级：高
    
34.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.         
    ) L4 W: C8 S1 }5 ^0 u* |
35.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择
    0 j8 z. Z$ h8 q5 G1 X
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。
    % Q0 w* Z" V2 e& m. }# n! C& v. J
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);
    . B( {& X' Z! Y: S! z" b
39. 
    
40.   /* DMA Stream enable */
    
41.   DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
    
42. }

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。
0 d. L' Z, {. o% P: O) Y5 g


需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。



5 D3 B) N  M* J9 _6 B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。
' ~) m) A) O9 m; |$ N1 J- Q$ |

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

复制代码

通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下：
" ~' W! D3 _/ u" j2 Z- o" D
1 g! Z  O9 d3 O& U

1. /*使能串口DMA接收*/
   
2. USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

复制代码

03、中断
8 ~; s0 l4 n6 }% O& t: p6 `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。
# s; q  t0 s7 k6 w9 e7 K
使用DMA中断，如下配置

1. /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
   
2. DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);
   
3. 
   
4. /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
   
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
   
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   ; i8 h4 T! E9 X$ h) I: i
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   * i( L& x" v: {# C* i* U+ g
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   % b, k) i/ P) w$ J
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

当DMA接收完毕时，会产生中断通知CPU取数据。

( P, m% u4 J! y  K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。

& S& \- ~1 |% ^  ?$ J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。
* o* u7 C; s7 v3 z/ M- X
; C9 J/ |, T' I( I
( g2 K7 J2 d$ @$ e
* V2 f$ u; K/ G" L, ]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。
' V$ O9 A6 C) p6 T
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
. V  @% z) U6 [. d6 M8 t
; `* t( ]- \. B2 G6 C

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   ; @/ V% E7 `# D3 L0 W1 L1 R6 p* G
2. 
   
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   7 K2 `: L/ Z7 P( R% l1 l- L
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   ; v- b- t5 X2 T' C
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
     `- q; t  v; S8 M
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
8. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

串口中断代码如下

1. void USART1_IRQHandler(void)
   8 N8 P# J3 h$ l0 Q; S
2. {
   
3.   uint8_t temp;
   7 t& _  m$ A  F0 K5 ^# x9 Q
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   5 z0 a- ^& w  p' q3 z, |
5.   {
   
6.     DealWith_UartData();
   
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   $ f/ O' Z5 ^. u- n+ m5 j  R
8.     temp = USART1->SR;  
   & j: z, Y$ }6 T. ]
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   0 V1 C2 L* s! o! Z, a
10.   }
    9 m5 `+ |- k: k7 _
11. }

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7 I) O) W: y5 v1 t: I重点：这里有一个坑！！！
. i& s. R: n- b9 v- ~
清除空闲中断位的代码是
: ]6 f" c# ^- t
  g$ h' H/ F# j; i

1. temp = USART1->SR;   
   ' r' T* y0 R5 V1 f  T; n0 \5 b1 v
2. temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志

复制代码

证据如下

* s. q- E6 B9 R* C) |& _4 F6 z. }. `7 r, P
3 R" b! k" X9 }2 _. M
$ `2 q  X* l8 k, h# z6 V这一点很坑人，注意。
. c- S: N6 s$ G3 [6 i8 e& I8 E, \0 P
04、代码
DMA+串口接收的工程代码是开源的，Keil和IAR的工程都有
$ C* N3 P; x$ g
. w6 {! n6 P) w4 |$ d% A; L

6 N$ I+ Y+ S$ c33-USART-DMA-Receive         DMA串口接收（没有使用中断）
) i* x% H8 |* J# o. r: a
34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收（DMA中断）

35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收（串口空闲中断）
* D( _$ R; n) U( }
! ?5 M0 z# t! a9 k+ P

好诶！

学习