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。

" D0 k/ C0 r' V# v/ \$ d7 v  S
2 t. R1 N& C: \6 W7 V
1 z% A; u7 R( C" W- o6 pDMA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。

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）。
2 Z& k6 M5 [/ W2 Q
+ l" u  p; X# W  C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.

; u# _0 A( l0 v$ Z9 \( _

接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
8 r2 Q# _& L9 B; r8 ]1 f
02、DMA接收
2 }$ X7 A: x# I0 c' F* V# ?& c我们先配置DMA，将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。
( ?# |7 T+ c( R( s$ P% j4 i

1. void DMA_Config(void)
   ) k: T2 @$ Z# \7 i
2. {
   
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   
4. 
   + w& l! H, i' W- Z; `, J, D
5.   /* Enable DMA clock */
   ) M8 f2 S" h! o, L* ~
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   
7. 
   
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   $ r4 I+ P/ l- g3 Z! S) j9 \2 }
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
   
10. 
    9 ~- a" w( W. q
11.   /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it.
      k' i1 h' z4 r6 d' V
12.      Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times:
    ( r" |$ E. o& m0 m1 S; m
13.      enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable
    / `: [) X6 J& g% z6 M- ^
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
    ; S) m6 B$ @4 _/ B9 U2 `+ B
17.      be bypassed. */
    ; @8 H) g* w- ?* q
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    
19.   {
    
20.   }
    ' V, k$ G" y0 ?; ^/ L- {
21. 
    
22.   /* Configure DMA Stream */
    ' K6 d5 e2 W- E  @/ z9 h
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
      F! L/ i0 m; G. S; t" _
25.   DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址
    : O/ d5 Q- [! g
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
    * ^& u7 c1 t9 e! X% w% L0 J1 q
29.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
    # q! k" \9 E) H1 L: y7 \
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
    
33.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级：高
    + n) Z( `0 p0 p9 b  A8 J$ g
34.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.         
    & j- F# D0 Z& f+ A
35.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择
    
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。
    - Y8 ]0 D/ @6 o+ n# O- O' R  O
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. 
    ; p. o) _* p* X
40.   /* DMA Stream enable */
    * y3 W3 z9 }+ q# c% K
41.   DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
    
42. }

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% y& a" r: P2 t. N! V6 w7 J$ t: O8 Y
2 O1 X) j( f3 W: ?) H2 k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。


5 f7 v6 X9 g1 L& i* `
. s' r8 R! j4 h" b6 f; _8 _$ l, y" J需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。
. z. Q, H  b8 S. r: F$ e  T
  }/ F' b; E+ M* X& O
1 ?8 l( i" C( _% z8 `% i
1 u  ~% F+ P; s" R: v' K6 P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。
1 E4 C. }' c5 M" O2 p
$ r- m1 {0 W) L( U* Z# B

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

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* K; D  K: M0 y! C% R通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下：
0 l5 }) a  v1 R. l2 r" _

1. /*使能串口DMA接收*/
   ( c$ [- k0 _5 E& z! \. Q4 @
2. USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

复制代码

6 k1 w0 c$ O- I1 |1 J03、中断
$ d: U9 W" A) {- `" ~3 h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。
0 @1 |1 _/ ]: U4 q' v9 y
5 a  I! Y2 y! t) }. V( q使用DMA中断，如下配置
$ N. ?8 Q1 h( ^" R  W7 `  F4 Y
3 ~3 h9 p2 ]1 N- V, ~" m

1. /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
   
2. DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);
   2 E4 f$ l- Z$ W* V4 H
3. 
   
4. /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
     x: \8 k0 Z0 b) W+ `- Z
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
   + N9 P& a2 q" I: A. |% l
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

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1 x& V1 S; l8 Z- @当DMA接收完毕时，会产生中断通知CPU取数据。

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。
. ?' j7 y% z/ e3 D8 b; X; }- l
. G3 {) z: L5 L, {+ l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。

6 h% c2 P9 b/ y; X
, X8 @9 I6 k/ @7 b7 e
. n" N% }8 ~0 ~. M2 E* u0 D  F; _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。

; t- d3 C* ?# P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

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   # e" A1 e7 d6 @. `$ t
2. 
   : @; a  y- P! c% ?# t+ x
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   8 }* q1 I4 {' ~$ T+ c
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
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)
   
2. {
   - T) O4 l4 P) o/ U
3.   uint8_t temp;
   8 u$ s7 K% o2 I$ G8 }
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   2 w2 d8 l) i0 ?% d$ `3 x6 j- V
5.   {
   
6.     DealWith_UartData();
   6 |- w. Q# }/ H" J% p: M. c6 y7 n
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   
8.     temp = USART1->SR;  
   3 U/ ?* |$ X" e6 o
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   3 }0 c% \# ]8 j$ `& r, N/ D; D5 i
10.   }
    / \% L; p; N" R" L& j  o
11. }

复制代码

重点：这里有一个坑！！！

; }0 k, W' a$ o清除空闲中断位的代码是
6 j  r) U+ n3 P$ H+ _  b0 ?# e

1. temp = USART1->SR;   
   
2. temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志

复制代码

证据如下

; ?9 W# l: D: @. h! I9 [& S
, E  g; Y4 g; F/ a8 a
这一点很坑人，注意。
: j- C* A# a2 @& X, ~. ?2 t
04、代码
: L2 y4 W3 P+ n5 m4 |# u* ZDMA+串口接收的工程代码是开源的，Keil和IAR的工程都有

$ |# L7 z, ?6 H4 ~
' p1 j1 p% Z: Z( W( m
33-USART-DMA-Receive         DMA串口接收（没有使用中断）

3 H7 W! Q; X8 f/ r6 |& B34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收（DMA中断）
$ R6 }7 H; G8 X* q- ]+ J' I
35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收（串口空闲中断）
" }# C4 ^$ B: d! s0 U8 t2 F
! b, k; _. Y( z  L5 ?4 p2 G  y
9 @  n' l+ j- r! H3 H3 z; `

好诶！

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