一、开发板平台简介：
1、开发板资源简介
（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
" Q/ `& E# _# [4 W7 O（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
5 M4 U' |/ e% U) [8 K3 Z  c（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
) E/ O" U: Q/ J（4）开发板主芯片主频：80MHz
; |+ g5 a# e* M（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB


. n9 |+ S2 u/ E6 _$ |' @

: B5 n% x7 }5 Y1 G8 c
8 d+ |. N7 c! M- N8 q2、LED灯资源
（1） STM32L431RCT6开发板共5个LED灯资源，其中一个红色LED为系统指示灯，指示开发板供电系统是否正常，如供电系统正常，红色LED为上电常亮状态，硬件原理图如下图所示：

. |: t8 s" V1 b- _7 s% v; x0 h
$ K2 y/ y; n6 z! ^9 w+ Q/ G. T* S

（2）其他四个LED灯为黄绿色可控LED，高电平点亮、低电平熄灭，计划用LED常亮验证看门狗的作用，硬件原理图如下图所示：
# B& V( |& _7 }

: o* E  V9 e/ b7 e' |& @. u
$ c$ i; i& `. C- p5 G, v' `​3、串口DMA收发工作原理
! {; X& R: ?& ?8 h1 M( f/ t6 R 串口全称为串行通讯接口，即数据在通信线上一次传输一位，按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），使用TTL电平，串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。

     （1）我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出，使用时，只需要用公对公USB线连接电脑即可（注意也得需要安装CH340G驱动），后期验证试验也可使用该串口作为debug串口。
* [2 `/ ]1 l- y* U6 j0 }0 B
, I0 q* h  H0 g- y' `; `, `     （2）开发板上的其他串口已通过排针引出，为TTL电平，通信的时候需要注意选择对应的电平模块，如USB转TTL串口模块等。
$ c+ s, R" l& A5 }, T2 c
TTL转CH340串口，硬件原理图如下所示：

! l$ q8 F! r& _. B

+ |0 Y. e% |$ R3 [DMA(Direct Memory Access) ：直接存储器存取，是单片机的一个外设，它的主要功能是用来搬数据，但是不需要占用 CPU，即在传输数据的时候， CPU 可以干其他的事情，好像是多线程一样。数据传输支持从外设到存储器或者存储器到存储器，这里的存储器可以是 SRAM 或者是 FLASH。

DMA 控制器包含了 DMA1 和 DMA2，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。要注意的是 DMA2 只存在于大容量的单片机中。

# S# K9 e" i% {2 a! P' Z/ z
5 i1 O4 ]1 e) v
1 n0 Z' L! N$ S4 W! Q/ M  二、串口DMA收发实验过程
+ o! Q8 ]; k* W- d9 R! f1、新建STM32CubeMX基础工程
（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"
* ^9 _) k7 m- c1 f0 I& b7 v


7 T, P  D# O$ d! q( j% E（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。
2 i3 g8 x" O! z8 X
- a. ?. L" E0 t- I
& R; D7 O* z: j1 o7 A
% o7 j/ z( u' r9 k( @5 N（3）昨天搜索框中输入（或选择）所需的主芯片型号（因为我们用的是STM32L431RCT6开发板，所以此处选择STM32L431RC），然后在右下角选择STM32L431RCTx（因为开发板主芯片是STM32L431RCT6），左键双击即可打开新建的项目。



7 {5 k/ ?. }2 I/ ?4 @. [（4）选择时钟源。
, A& d  F: C1 E
        因为开发板上有8M外部时钟，硬件原理图如下所示，所以此处选择使用外部高速时钟（HSE）。


; E: E) R; |: e! n8 q' s* T8 m

        因为我们没有用到外部低速时钟（LSE），此处不做处理，如下图所示。

+ p3 q# U5 K; {0 ?/ k) u

8 B0 r, H5 d- e/ I2 w2、配置GPIO控制LED
（1）查开发板原理图得，LED1、LED2、LED3、LED4的控制引脚分别为：
8 a: t" X- t$ C. o# r" }& f: h* PLED1——PC0
. n8 [. X1 c3 j2 Q+ x4 sLED2——PC1
1 O( @* S. L1 C# J6 F4 `# b. ULED3——PC2
1 j# V* n9 {- {. {LED4——PC3

（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。
5 i& e/ O: B/ `/ n& Y; V) h- g
鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式
3 S: ~, R9 m6 Y# G" ~4 u& s鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
) \% Y4 c& m7 a9 s; Q$ j鼠标左键点击PC2,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
鼠标左键点击PC3,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

& E& ^) t$ H0 R) G: r9 w

( A; K; e; v8 j. ?& s

9 z5 D0 F5 i2 x+ o) O（3）也根据自己的需求配置GPIO的参数，如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低，此处采用默认参数即可，不用修改。


/ j4 ?( K" [: `7 t" f! B
​​3、配置PA9、PA10为串口
（1）查原理图得知，串口1使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下：

5 x# M7 |/ b0 v7 |0 H

序号1用来设置串口收发引脚的选择。
1 a* P4 D7 x5 J! d' G序号2-3-4-5-6设置串口参数，如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。

（2）设置NVIC settings 使能接收中断
( E, K9 B$ g9 }7 H/ b* S
! k& e' c( U) ?7 [9 M% j
  J1 |# ]- f/ U  ^4 o
3、串口DMA设置


; [* C$ J, j: Y
（1）根据DMA1通道预览可以得出，我们用的串口1的TX、RX分别为通道4、通道5：
点击DMASettings 点击 Add 添加通道
选择USART_RX USART_TX 传输速率设置为中速
DMA传输模式为正常模式，即发送一次就结束。
DMA内存地址自增，每次增加一个Byte(字节)


7 o0 z2 s+ h, q* M+ J& q
（2）DMA相关参数解析
Dirction ： DMA传输方向有四类
外设到内存 Peripheral To Memory
内存到外设 Memory To Peripheral
内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral
2 O& n/ i6 ^) W7 |3 n  @- z
" P% p" X, D0 v1 T2 \0 H0 gPriority： DMA通信传输速度有四类
最高优先级 Very Hight
高优先级 Hight
; Z+ [: \% P( v# S3 S中等优先级 Medium
2 `6 T  y6 A  s9 _' j0 @低优先级；Low

! Y8 S1 A5 t" y" O9 a+ TMode：DMA传输模式有两类



Normal正常模式：当一次DMA数据传输完后，停止DMA传送 ，也就是只传输一次。
8 X% {" V9 s( V1 T* k4 L: RCircle循环模式：传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止。
: H0 a' z; Y8 g& u0 c/ r9 }) a
4 Y+ J, G0 y' L& q$ C$ eIncrement Address-DMA指针递增设置：
, C- ?. R. q% _+ b) k' c, e4 W  y7 c

0 `6 U& `! h0 K; }; l7 I8 b& {

% E; y0 n" ?) V% w4、配置项目工程参数
（1）配置时钟树，用于系统内部时钟，以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率，内部最大倍频80MHz。
8 S8 C# F% a9 J

* {1 ^! O$ {2 X9 v/ z" E7 b
% P( U. v8 v  b* t" [* M: a' i（2）完成配置工程。
) x; b0 D4 ^% z# v7 g. i- ~备注：需要注意代码生成过程中的继承关系，如图所示：需要保留开发者自己编写的代码时，请根据配置设置，不然生成代码后会删除自己编写的代码（从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。）

5 k$ K( g! j. U* w3 P1 \: m. k
7 z5 ^7 v3 ^! t$ z: B# {

4 w+ ]0 T* b% I( O
2 {; Z1 r: d; R5 a  R# n（3）生成代码。
7 l4 U0 [) |! l
备注：使用Generate CODE生成工程代码前，请确保文件路径无中文，否则会生成项目失败。
! i+ f- I4 n& O" u: r, ~
3 x  o) @4 c, e! ]
7 i/ t. _: q) w$ q* g4 M​
（4）工程代码生成成功。


/ m) y9 S8 e3 s9 m% h, k
三、在KEIL 5中编写代码
" |" g) {- V+ f; W2 W# \1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
源码使用说明：使用前必须把项目工程复制到无中文路径的文件夹下使用。
" k( _9 [4 l, `4 b& T' I（1）找到刚才新建工程的存储路径，安装项目名称，打开项目工程.uvprojx。


) r' h; P8 f) ]( j
; N& c% }7 v5 f2、添加LED指示灯作为系统提示
; z+ c/ `" B  j8 F- Y8 y* f添加每隔100ms，LED1、LED2、LED3、LED4闪烁一次的系统提示，用于提示程序运行正常。


& C2 a  p) V8 w2 ?* E: h( S0 l
7 I6 q: H; `, K) O' k3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码
( N0 f0 U0 Q* a: R( U（1）STM32 HAL函数库的串口DMA相关函数如下：

1. HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
   ; q* N, n0 F3 B) X# `4 u1 p
2. HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
   
3. HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
   " I# F. g2 K9 x; L6 a9 {
4. HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
   ) @, D. e) A* p8 B
5. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
   
6. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
   
7. HAL_UART_DMAPause() 暂停串口DMA
   
8. HAL_UART_DMAResume(); 恢复串口DMA
   
9. HAL_UART_DMAStop(); 结束串口DMA

复制代码

（2）main.c添加串口DMA发送函数相关代码：
2 Q- F1 x+ i2 X$ E- D# n- {; V

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   5 N3 a" I! o! B% H  U$ o# v! K
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
3. uart_rx_struct uart_rx_struct_t={0};                                //串口接收数组
   
4. /* USER CODE END 0 */

复制代码

1. int main(void)
   4 B6 `* i; s& l2 P3 S
2. {
   ' J4 \9 f% p2 c" H+ Y! v8 }
3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
   ! \# U  P, j: `  @
4.     uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
   
5.     /* USER CODE END 1 */
   " Z9 f' X8 j, W8 V
6. 
   % n4 Q8 _/ i% ~4 Y
7.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   , v1 C9 v/ j+ d& u7 L! G6 `  K
8. 
   & M9 ]8 R  Z9 d3 d9 s- O+ p, v
9.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   
10.     HAL_Init();
    
11. 
    " [4 f) b: Z4 v- q  l
12.     /* USER CODE BEGIN Init */
    
13. 
    
14.     /* USER CODE END Init */
    
15. 
    
16.     /* Configure the system clock */
    
17.     SystemClock_Config();
    
18. 
    
19.     /* USER CODE BEGIN SysInit */
    - Y9 K  u$ i0 H% C% j" b
20. 
    2 R' l. x% Z/ R8 I; D% ?& X
21.     /* USER CODE END SysInit */
    
22. 
    
23.     /* Initialize all configured peripherals */
    
24.     MX_GPIO_Init();
    + J! q; W; D$ f0 r  Z" N% x9 t
25.     MX_DMA_Init();
    + N: f, |" W# M4 w
26.     MX_USART1_UART_Init();
    # P' C" x" h3 E* l8 D. c
27.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    
28.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    & l8 I; I$ p% l
29.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    
30.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    9 I/ [) ]- B+ {
31.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
      ]3 l( a2 B& Z: H6 v6 p
32.     HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)transmit_str, sizeof(transmit_str));    //
    , ^( [& h, V" V9 a/ H2 F3 l' v+ r
33.     HAL_Delay(5);
    
34.     HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    ) y- u9 v1 D# p
35.     __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    
36. 
    ; w* ^& c2 ]# R! n
37.     /* USER CODE END 2 */
    5 S! U& i1 ~- E. U, w4 C% H
38. 
    " l3 j4 @* C* {0 k) U6 I
39.     /* Infinite loop */
    
40.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
    2 J* A) z, F% N
41.     while (1)
    
42.     {
    : Y* G$ V1 B3 W5 w2 ]1 ]7 f; r
43.         /* USER CODE END WHILE */
    
44. 
    
45.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    3 Q8 o. U8 t! E$ B/ Y
46.         HAL_Delay(100);
    
47.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    
48.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    . F8 D% Y, b+ X
49.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_2);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    
50.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_3);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    9 X9 C* p$ j% {0 L( Y
51.         if(uart_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //DMA接收完成
    4 f. u; F3 X; G
52.         {
    ) k' K6 L' h3 Y( O' e& ]& v6 D5 v
53.             HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, uart_rx_struct_t.uart_len);    // 将接收到的数据发送回去
    
54.             uart_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
    8 }# B" b( c# C5 k6 H2 |2 F9 C
55.         }
    * \: Z; @& ]3 @6 z0 _% G2 u" K
56. 
    ! W3 ]: P! n  {) }8 @2 K
57.     }
    
58.     /* USER CODE END 3 */
    # d% h- }) I: U
59. }

复制代码

: V( f' ?4 D& L; I（3）main.h相关变量声明

1. /* USER CODE BEGIN ET */
   / z, I) U8 b$ j& v
2. #define UART_RX_LEN 1024                // 一次最大接收的数据量
   
3. typedef struct
   - Q9 D1 Y* @6 w$ }; f- e' ^
4. {
   " R3 y4 `# _" w% S( U1 y" @7 A0 {1 I3 g
5.     uint8_t uart_rx_buf[UART_RX_LEN];  // DMA数据接收缓存数组
   
6.     uint16_t uart_len;                 //DMA数据接收长度
   
7.     uint8_t uart_rx_flag;              //接收完成标志位
   
8. }uart_rx_struct;
   5 X: l5 Y8 P" @. E* C4 H
9. extern uart_rx_struct uart_rx_struct_t;  
   0 M; g% l6 ~" v4 e, B
10. 
    
11. /* USER CODE END ET */

复制代码

4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码
- s4 o" G$ A9 T! k% V1 }（1）DMA接收设置前铺垫知识点：
        STM32的IDLE的中断产生条件：在串口无数据接收的情况下，不会产生，当清除IDLE标志位后，必须有接收到第一个数据后，才开始触发，一但接收的数据断流，没有接收到数据，即产生IDLE中断停止。

1 p& G4 U6 `# O8 T; }4 ]: r, o（2）添加DMA接收处理代码

stm32f1xx_it.c中添加代码如下：

1. void USART1_IRQHandler(void)
   1 c* Z" g& z4 c4 U: e3 m/ l
2. {
   ! M; T4 _- B5 d. I- A6 E# [
3.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
   1 b2 T2 R0 V, e% _3 x
4.     if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置位
   
5.     {
   , M) m; I* n' M; T" l
6.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);                         // 清除中断标记
   / b7 ?7 S, O( d9 S# z1 _
7.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);                                  // 停止DMA接收
   7 u- k9 u% Z: N5 c
8.         uart_rx_struct_t.uart_len = UART_RX_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmarx);  // 总数据量减去未接收到的数据量为已经接收到的数据量
   
9.         uart_rx_struct_t.uart_rx_buf[uart_rx_struct_t.uart_len] = 0;                    // 添加结束符
   
10.         uart_rx_struct_t.uart_rx_flag |= 0x80;                                       // 标记接收结束
    - `5 y1 d0 P* g4 W. z
11.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);    // 重新启动DMA接收
    
12.     }
    
13.     /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
    
14.     HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
    
15.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
    ) s4 w. n- f4 I0 `9 P8 e0 K- H7 C9 J
16. 
    * b: l% F- ]+ j
17.     /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
    
18. }

复制代码

, x/ a5 o" o. Q3 k" }) ~（3）至此，串口DMA收发数据需要添加的代码已经完成。

5、设置编程仿真下载模式
% N! Q7 z4 c+ G6 l' |9 o) y$ p/ ]（1）选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port（SW），可以看到搜索成功SW Device，表示芯片可用，可以下载。
* m7 F) r- B$ b- w3 i7 K6 }

0 B, t4 d3 z7 p​
（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。


$ F0 u. n1 @$ P4 V2 {: d, E
（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。


. w' I2 c9 o1 I* L: G+ J​​

- `% d- O0 G, m; d% H. k, U（4） 如果下载程序后，没有看到LED1、LED2、LED3、LED4闪烁，可以按下述方式设置一下（Reset and run表示下载后自动复位和重启运行）。或者重新彻底断电再次上电（或按开发板的Reset按键复位MCU即可）。
6 ?/ B- Z  m7 E5 P

. v# i6 j  M3 V4 D6 ^) N' Y ​​
6、串口DMA收发实验效果展示
        程序烧录到开发板后，即可看到LED1、LED2、LED3、LED4初始化后每隔100ms闪烁一次，并且打开串口助手后（串口参数：波特率115200、N、8、1），通过串口助手可以看到，开发板接收到发送的数据转发出来。



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( j: X* A1 f" q7 R* P& V. E0 @版权声明：智能小屋ZYXC
4 d  M( Y4 e! F