01、概述( y8 x5 L' Q1 P* B: R4 N
3 e, o s( u, v l8 Y
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' d3 h; G7 ^7 I
/ I. c) M5 i P
, ~3 p# u& {9 J r5 c$ L9 V- K! s
+ s! F6 }' T0 ~4 V, F" q$ m# Y
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。
) B1 M, W$ c3 {" Z3 R" o( d4 v
$ g Q% _& C: }; Z* R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)。
) O; c! z0 S! z
0 u5 j8 b5 u# B( a/ p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.
8 ^' x# U( C, n; l @; v
6 n% U) `6 k4 W J, f
. V% S; w' F' O1 d5 g6 u
( M1 ? ~& M( i6 |4 {接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
/ b- K6 Y# x J& V( C& M# }, ^' @) ]8 f6 `( e; R* ?
02、DMA接收5 S+ \1 i2 H5 t: b( ?
我们先配置DMA,将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。& |" g$ z$ O, _: j5 Q- f
4 n6 w1 n" w8 j1 e$ a) C- void DMA_Config(void)9 q% ?* P( @ W% @1 D$ t
- {2 M2 f/ H. \) l4 \! v
- DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
- \& @5 w2 G$ }' @ q# u - ! R8 t: \! Z- C! t0 @5 d2 f4 v
- /* Enable DMA clock */
" B( J C" N3 u( ~: n# w; W - RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
$ J% ^$ g0 s; V) G# G: q4 {7 |
2 S! |" G/ d7 k9 a$ X: E V# R% S- /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
! W: i1 |% Q5 a - DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
W! f, B# c4 k8 H# u
! n: ^7 r; r1 J3 S$ l! a3 ]) ~- /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it.8 Z6 A9 B. w- Z0 v
- Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times:$ `1 ~) N4 z4 j M0 O9 j7 G
- enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable9 p" H1 L- I8 i! E! ]
- will be effective only at the end of the ongoing data transfer and it will 7 {; C" h `: I0 r" W# ]3 y
- not be possible to re-configure it before making sure that the Enable bit ' ^; e, V% e3 Q
- has been cleared by hardware. If the Stream is used only once, this step might , Z: l5 K( I. Y3 q3 R
- be bypassed. */
* d) B S3 p# ~- C% |8 x - while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
3 f) G0 r$ B6 `9 I, h3 `2 h+ X0 d. ]( ] - {8 f' A# S& ^( @' [9 h4 L
- }0 K! ^$ ]. u/ ^
6 f t0 m) i' o$ c4 g8 v- /* Configure DMA Stream */
/ |3 S# f. ], _, u+ V% B7 N - DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //DMA请求发出通道- f3 c% k& v+ y
- DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外设地址# D, C5 a, C" L/ t$ s4 k4 i8 O+ `! H
- DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址" Y- L! y2 j% M& l7 p
- DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置
; J" i8 c. W3 c- X( _+ I* ~" ]$ C - DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//传输大小- B+ v* s+ H' ]% h1 R/ x0 d
- DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变$ A3 }$ n& W" N7 B5 R- h
- DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
) T! k. t' R, R1 l9 J7 d. ^( O0 N4 O - DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位
' u' D7 K+ X% V - DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址数据单位 x0 e2 C7 {# P0 Y$ Z8 K
- DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式:正常模式$ x6 U& V" o' ] R( p
- DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级:高
/ a4 J+ t0 A2 K. G" |) n' v8 p - DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.
+ O( U8 L, j( A ^& h - DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择/ C1 y0 P6 e9 T" e( C7 _ b% @$ E
- 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。! z! u3 H8 P' D3 i
- 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。
6 V' l/ ]3 S+ {6 c# T$ n4 b6 y - DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure); 9 ]2 F/ T8 J& s, z
- - c' n1 P3 R# F! Y$ E
- /* DMA Stream enable */5 l6 T9 |- e# A0 k8 [* T
- DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
+ D" D9 c! L4 Q6 o - }
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4 @* N+ h# ~3 `$ G. m' Z1 s8 _+ x j- v
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。, q" p* R, ~! m0 r0 b A6 T$ h7 Z' l
$ Z% n4 D) J- T" l
/ u3 U" A+ ^0 a7 {' `7 G
2 i* L: n2 |% C5 y, M需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。/ `$ b: o) e( h( C
" C* H" V! ?. n- { F; W
+ I9 d, m6 V4 R5 }, W# ~7 u8 f6 f! N+ [- s
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。
4 e0 t! V$ M6 T3 y+ p
9 i; y, G2 o2 v- void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)
复制代码 : M/ @+ Y3 Q5 {9 u' D3 F
通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下:$ R: L. v7 x6 R# P" f- n
. k4 w% W# Q$ {" P) G6 e
- /*使能串口DMA接收*/
( r3 O! Q# ]7 l' b( D/ U7 Q. G - USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
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* z @+ f7 i+ Y( F6 i/ Q03、中断
' Y3 e0 `0 m0 Y6 W- l8 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。
# R& o3 g" O! k% q( p" d8 a
2 X' a; H( C- ~5 e4 }! G使用DMA中断,如下配置; w1 G2 X8 a# U
8 M, u6 T5 f- m; L6 k
- /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
) t& R4 ^' T& `' i4 _ - DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);! @+ u$ _; r5 {
- + \' ]) T% E; A7 t% [" H7 g
- /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */: S \) }6 t/ N# g! C/ W
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;8 P" Y e: t% s9 [0 q
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;1 U U+ x- W6 r% ~) F, H3 _
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;2 A8 D" q! W, }* }3 H, J
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;2 I7 J' Q/ F) S) \' }8 u; I5 P+ \6 q% Y
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
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. q9 Z- u$ p- x% c; k% c当DMA接收完毕时,会产生中断通知CPU取数据。
; S- @3 m M( o5 i0 _9 w% a a4 J* {) Y# ? J B/ h
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。 | g& B: ?0 _% r
' @; Y/ G& }, \, c+ h0 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。, X9 y& l; m0 n7 b1 z
; a9 ?3 c9 k+ x( z
0 F% H8 E/ N6 ]/ u9 B0 l+ D/ s% b
* ?) s( ^. J: }+ M) R C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。4 q" a$ }& l/ y i* o
' i, y' R/ W! a" x3 d& h8 x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; \2 _, ~( O4 S9 L) ^; G
% F! @2 k, D1 Y
- USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);( Q: g+ r' M- F! H0 W4 e
- # A+ d. o& p# L7 a5 }% e& M! ?
- /* Enable the USARTx Interrupt */$ x$ `4 @" g/ [' A
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
0 n: s$ U" Q# p. c } - NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;$ M; H6 k0 n5 c) c2 {
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;, B0 B4 x1 S }/ b2 T
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
1 K& ^% i1 A: w2 m( \6 c' e - NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
复制代码 0 h; q& G$ m2 k
串口中断代码如下: K: S* m- ]% S W
6 ^* o( G0 p! X. s8 G5 u: c8 [$ X1 _
- void USART1_IRQHandler(void)
, |. }" P8 c. `3 f8 W - {
6 h% ]9 r8 a; d6 d' M - uint8_t temp;
. k/ c; L6 Q6 m - if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)" K& b7 Q4 s5 q# n b, ?
- {
& i/ t9 ?# y& Q2 a+ V3 k - DealWith_UartData();
6 N1 H- S/ E! Q - // USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
+ U9 a% y/ \( r1 W1 a4 \ - temp = USART1->SR;
6 N6 ~! L/ Z; R' |4 B- x8 H3 Q, ` - temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志 2 }8 B4 i1 v o2 w
- }5 d% b4 q$ r/ m* H9 T4 m
- }
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$ i5 F' U+ e2 m9 n* n" B' A$ S6 n0 c重点:这里有一个坑!!!
9 m* ?! k( K: {) k& h9 o6 |# c
' T0 W- d- s, V" X清除空闲中断位的代码是
" C- o X' g$ i# H v8 S' v
2 I& k+ j2 ?6 [& O2 x; s: U9 w- temp = USART1->SR; - m7 f0 q1 p$ G/ G
- temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志
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2 t# O* ^; r2 x8 i9 b证据如下; c3 ~( O( o" b& D6 Y2 c
- E; I% [! U6 {" r$ o
) C; X" M! H( B! J3 Q
* f+ B8 P L! R6 B7 O* M
这一点很坑人,注意。
/ M* ^; \- ~2 T5 s( H
3 S7 M4 X4 O& |4 c6 B$ ~# U8 d04、代码* r# y: [7 @3 Q. X H9 e) U2 X
DMA+串口接收的工程代码是开源的,Keil和IAR的工程都有
1 H8 J9 j7 F3 z% }8 p- w1 V t$ |9 D
* P, g3 n$ |& [& s
) e# l: j1 @. k4 [
- I8 L3 y) _% I33-USART-DMA-Receive DMA串口接收(没有使用中断)
; n8 g$ c# l0 r. _8 {5 S* a% p" m3 w0 v
34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收(DMA中断)
5 \4 }6 T$ s4 g; m! d: K% d
8 g2 y B4 B) V: L8 W35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收(串口空闲中断). {! q/ W0 }) {; d4 f- }
1 h9 L& c. a) M' Z7 B" f
+ t- g& p+ C. l' Z |
好诶!
学习