01、概述
% `  q( h/ V9 D( {
6 ^4 y+ ^" W" x) v- X% ]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。

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）。
9 ]- S: ?% E# R# Y
; k4 |( R2 h0 L/ T- H9 C" 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.
4 i' H- q( \. ~' U; l6 I2 s$ R
, A; g& V) C& R" t
* n( v7 ?+ v6 I- Y4 l6 s
接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用

02、DMA接收
3 |( N% x6 ~& R. {! W: n' R我们先配置DMA，将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。
3 q- R& L  F+ F$ ?! w6 j

1. void DMA_Config(void)
   # R7 U$ G; d; m2 W1 e# _
2. {
   
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   ! S3 P& q+ d  A& F, k
4. 
   % R, Q$ o/ A4 i3 `% f
5.   /* Enable DMA clock */
   
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   + D0 m% i, D+ s5 C, |" A" h
7. 
   # P9 a" C; K( O* ?$ n
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   ! v1 X' x# {# X$ L' Z
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
   & \- B# Q7 j' v6 c9 b0 ?
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:
    8 E$ P' b' y* w( C/ ]+ u: @
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
    - r+ R" ^7 f+ f) u. T
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. */
    % j; c5 X( b0 x) x- _! Z# X7 J) w2 [
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    
19.   {
    
20.   }
    
21. 
    % {' x! J6 C. o+ b  [
22.   /* Configure DMA Stream */
    5 T6 M* H" i+ z; ?
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
    " v4 q5 Z2 ~3 V
26.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置
    6 h# h( U/ ^% l. \! H0 T
27.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//传输大小
    - U. n9 _; s; V" x+ O: \: E( q4 C
28.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变
    , b3 _* x; E. s' l6 X
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
    % r. {9 p) g4 @# i0 N4 d
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
    3 Z( @" B% \2 H% ~
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
    - t( y0 a6 Y. p, l6 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。
    ) @5 F( S; I  @7 `( _& n
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。
    5 s% f( q4 n# Z, o1 {7 s6 g
38.   DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);
    " C9 A' f% T4 Q; R6 c
39. 
    
40.   /* DMA Stream enable */
    5 z) a  P" u: m3 q
41.   DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE);
    * Z0 {) ?! ~5 n0 ~4 R8 i1 d
42. }

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. o/ v) }0 M+ k: E* ?
& W; W0 O) q" I4 }; l) {' }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 u4 v/ ^1 L( J  W3 C. O需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。

* f0 Z4 G# I7 |( b, T$ g3 |9 H

! m" C0 E: s3 @* p* f* z' F; ^" h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。
9 I& |& }2 F  T9 T

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

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. D6 z4 k3 k% Y: a/ q8 j通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下：
) r7 n) c; b7 }6 a

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

复制代码

% i, _0 u+ o/ Q3 S4 @& r$ ?/ {/ t03、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。
1 e' _$ F2 l# @8 E3 N$ O
# `( S4 N, b0 P' d* w; c使用DMA中断，如下配置
  B+ O& ~) }: A8 i

1. /* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */
   
2. DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE);
   " M! p; m$ Y. N+ q
3. 
   
4. /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
   - ?  i- F# k# {) s6 G9 \$ }% o6 }
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
   2 x4 |2 k' `3 y0 g$ @5 D
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   4 A& Y8 ?3 J0 i
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

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当DMA接收完毕时，会产生中断通知CPU取数据。
4 q  ~, r& Y4 l& L: D
' M6 l& H: b! g" r2 V! x( N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。
6 M! v; x6 P+ k% ^" Z, H
( w* k! y  }; I- e0 G' [1 h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。
8 \  a1 }7 @5 }, t

4 Q3 w, w& l- v* \/ A( D0 Z4 I
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。

0 H2 \6 P6 g) `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
. [7 k8 ?# J' E$ Z+ Q

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   
2. 
   # m  c2 q& h; e, u8 k
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   1 S) c. E* T$ C" h
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   + [# \1 ~0 u- Q" c3 E
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   ) a. \0 ~5 P  {$ N# E' p' v
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   - K5 t& O9 j$ M: Y5 Z' B
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
8. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

串口中断代码如下

( ]/ t% P# c% [  @3 Y5 w9 ^

1. void USART1_IRQHandler(void)
   3 ?# R7 ]  A* V4 T$ L3 d
2. {
   / B8 f0 g, {. V! J" y6 F
3.   uint8_t temp;
   
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   
5.   {
   + v8 A! Y1 j! d. h0 I! W7 m
6.     DealWith_UartData();
   7 X5 J5 S6 J" h5 w1 R: C7 E
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   5 R5 X2 g+ c- m9 Q
8.     temp = USART1->SR;  
   & e8 d2 z: H+ n% C- e0 M, K
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   1 t! H! w8 g3 ]5 n
10.   }
    
11. }

复制代码

重点：这里有一个坑！！！
% l! N& ?- M; |4 G- V
清除空闲中断位的代码是
* I, O. q1 |8 j: I; s$ f: U

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

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证据如下
- V, v% i$ u( O' ?$ e% i" U
0 ?# p4 J. i' D( V# \6 Q# X- N
) [7 Q5 n; l0 F7 L1 Q
$ ~! `) R% m  q1 S) x这一点很坑人，注意。
* ?) l  }5 `7 d* s  R
04、代码
+ W* c+ U/ p  ]  xDMA+串口接收的工程代码是开源的，Keil和IAR的工程都有

) V- J+ ^0 [/ C6 i4 r  R
4 Z8 o7 E9 d2 N# N( _
. I  ^8 W, W, `8 v2 R! D33-USART-DMA-Receive         DMA串口接收（没有使用中断）

34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收（DMA中断）
: n8 _5 |, w. I, Z) V
35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收（串口空闲中断）
7 |2 B5 p3 l6 w, S5 {* H& b

好诶！

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