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。

, H" M4 z* D9 }  D- u4 x) ^

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。
7 c* O7 B  O* M2 i8 t3 ]
) O# Z: ]4 y7 _* P1 @4 f( A1 f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.



( x/ H7 T: J' f$ M+ K( w0 z* M接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
" ~2 Y/ N) C; e4 D" s. ?/ f7 W: A
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。

0 z7 H+ j. q* I7 U7 ^

1. void DMA_Config(void)
   7 [+ b2 ^, O9 s7 T3 g! a5 g
2. {
   
3.   DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
   
4. 
   ; i# x1 j% {2 f! p; A3 `9 j
5.   /* Enable DMA clock */
   
6.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
   
7. 
   # l7 @7 U' k8 F: ~: q
8.   /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */
   
9.   DMA_DeInit(DMA2_Stream2);
   
10. 
    
11.   /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it.
    : {) A7 }+ ^( o: r* H% _
12.      Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times:
    : `5 L- P2 ~; j7 j: W7 |
13.      enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable
    . W' i( O9 j4 X( V% \& z6 L. M* N4 X
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. */
    
18.   while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE)
    6 H* m# ~1 @1 S. Q% l. U) p- C5 Z* E
19.   {
    
20.   }
    ' |9 w7 T( g9 m; H
21. 
    
22.   /* Configure DMA Stream */
    ) F' k( s0 b8 c" a5 J
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
    % k* `2 O+ n$ g/ O1 p  i/ V
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
    
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
    ( [8 e6 q! V1 |2 ?5 i
32.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式：正常模式
    1 q; J4 ~! j! g; R, m
33.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级：高
    : W( Q# k& A1 W5 `6 i
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
    
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。
    8 s' q( y6 x; A9 j' I) [. t
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。
    & ~- w9 M2 ]/ q' A6 k
38.   DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);
    
39. 
    
40.   /* DMA Stream enable */
    9 J7 C0 K: K  E
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。
" e5 E) L$ n2 l0 p' I: O
- x7 S, N9 j) g5 L- K0 p9 ^. z
- F+ }# ^. C' F
需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。

. M) S0 c2 h4 Y! a# k
9 |( G3 P8 W0 y) b& _: y
- }8 G6 a  @9 ?2 c0 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。
+ v  A' M+ J9 S" l% x

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

复制代码

% s9 B3 z3 N* d2 u通过上面接口可以配置串口的DMA配置如下：
9 `6 T" a+ S; A' m

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

复制代码

6 I. i  V, J8 Y( }% w  v3 D1 l& ?% ]03、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。
9 n! y' G) y9 ^- w! |1 W- ?
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);
   0 x+ z- Q; {. d0 s# o, u' R5 V9 }  J
3. 
   
4. /* Enable the DMA Stream IRQ Channel */
   
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn;
   : k4 n! A9 j- i- j: S4 w2 X
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   3 J+ }% ]1 `" Q( q  E, J
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   
8. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
9. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

4 p, Y; d1 K( w" s/ E) e' `5 ~当DMA接收完毕时，会产生中断通知CPU取数据。
/ K& O( g- P' ~( Y$ [
( `4 c! b0 M. O$ J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。
9 J+ z1 g" H$ B" \
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。
% v3 j  r( w) V& P


; F1 z+ y  c6 l( T  ^) M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。
8 t1 H4 P$ b  Q" J* w
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
. }! F$ ?3 h4 y# E8 s# G( e3 S
6 s2 B3 e* |. X1 W, |! \! T

1. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
   
2. 
   
3. /* Enable the USARTx Interrupt */
   
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
   , }+ I, Q4 f0 w8 Q3 j% Y
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
   
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   ! Z0 P, C* J2 M( D
7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
8. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

6 }3 S5 ~0 H( u; V' d% m串口中断代码如下
: A% |1 F' h) {5 w6 d
1 e' y9 p. b# Y% M; {% v

1. void USART1_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.   uint8_t temp;
   
4.   if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET)
   ! [# E) H% n" E3 }/ D
5.   {
   
6.     DealWith_UartData();
   
7. //    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE);
   
8.     temp = USART1->SR;  
   ) z& j. i9 o% }9 E- g5 `
9.     temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志  
   
10.   }
    
11. }

复制代码

重点：这里有一个坑！！！

) L! I" Z$ F% x7 h9 L, R2 q清除空闲中断位的代码是
' g/ w; R* e8 f7 N/ Q: ^5 m

1. temp = USART1->SR;   
   * e% m3 B+ e0 |* K9 {, S
2. temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志

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证据如下
0 ?. ~  R* E+ z4 S2 c


这一点很坑人，注意。

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
8 G' l. |* l, q% \
! t* q0 X$ U$ j4 ]( n& J& [; |

33-USART-DMA-Receive         DMA串口接收（没有使用中断）
! s6 ?% n) ?& O2 X& ^0 o9 E
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）

2 v, g7 Y( E0 ^) z4 x
" a  o* W: D  _! V$ X; b( d

好诶！

学习