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。



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

( 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
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。

4 n6 w1 n" w8 j1 e$ a) C

1. void DMA_Config(void)
   
2. {
   
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   - \& @5 w2 G$ }' @  q# u
4. 
   
5.   /* Enable DMA clock */
   " B( J  C" N3 u( ~: n# w; W
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   $ J% ^$ g0 s; V) G# G: q4 {7 |
7. 
   2 S! |" G/ d7 k9 a$ X: E  V# R% S
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   ! W: i1 |% Q5 a
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
     W! f, B# c4 k8 H# u
10. 
    ! n: ^7 r; r1 J3 S$ l! a3 ]) ~
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
    
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
    
17.      be bypassed. */
    * d) B  S3 p# ~- C% |8 x
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    3 f) G0 r$ B6 `9 I, h3 `2 h+ X0 d. ]( ]
19.   {
    
20.   }
    
21. 
    6 f  t0 m) i' o$ c4 g8 v
22.   /* Configure DMA Stream */
    / |3 S# f. ], _, u+ V% B7 N
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
    
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
    ; J" i8 c. W3 c- X( _+ I* ~" ]$ C
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
    
29.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增
    ) T! k. t' R, R1 l9 J7 d. ^( O0 N4 O
30.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位
    ' u' D7 K+ X% V
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
    / a4 J+ t0 A2 K. G" |) n' v8 p
34.   DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.         
    + O( U8 L, j( A  ^& h
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。
    
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。
    6 V' l/ ]3 S+ {6 c# T$ n4 b6 y
38.   DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);
    
39. 
    
40.   /* DMA Stream enable */
    
41.   DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
    + D" D9 c! L4 Q6 o
42. }

复制代码

4 @* N+ h# ~3 `$ G. m
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。

$ 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。


+ I9 d, m6 V4 R5 }, W
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

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：

1. /*使能串口DMA接收*/
   ( r3 O! Q# ]7 l' b( D/ U7 Q. G
2. USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

复制代码

* 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

1. /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
   ) t& R4 ^' T& `' i4 _
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;
   
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

. 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 i
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。


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。

' 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

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   
2. 
   
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   0 n: s$ U" Q# p. c  }
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   1 K& ^% i1 A: w2 m( \6 c' e
8. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

串口中断代码如下

1. void USART1_IRQHandler(void)
   , |. }" P8 c. `3 f8 W
2. {
   6 h% ]9 r8 a; d6 d' M
3.   uint8_t temp;
   . k/ c; L6 Q6 m
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   
5.   {
   & i/ t9 ?# y& Q2 a+ V3 k
6.     DealWith_UartData();
   6 N1 H- S/ E! Q
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   + U9 a% y/ \( r1 W1 a4 \
8.     temp = USART1->SR;  
   6 N6 ~! L/ Z; R' |4 B- x8 H3 Q, `
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   
10.   }
    
11. }

复制代码

$ 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

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

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2 t# O* ^; r2 x8 i9 b证据如下

- E; I% [! U6 {" r$ o

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
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

- 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
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）

1 h9 L& c. a) M' Z7 B" f
+ t- g& p+ C. l' Z

好诶！

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