一、开发板平台简介：
1、开发板资源简介
* C/ s% g7 g; n* {8 ~! K（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
$ p) b. k; A6 q, l! a（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
+ h1 S1 ]% T+ J5 j4 n（4）开发板主芯片主频：80MHz
5 L4 B1 r  @0 t$ o（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB
) u; W$ G4 |$ g( T' B
; l$ p5 {5 p9 w
( X3 [1 U) Y5 O4 P5 @( K


2、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：
" t5 S8 S, o! K& P7 k
& e$ P* M" M* W1 j4 n


（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：
/ T6 F1 o3 h/ C3 ~/ ]

! ?; X. V- j0 a
0 ?4 `0 k2 ^& Y$ {​3、串口DMA收发工作原理
 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。

' X4 p, ~! o$ P2 \3 B2 k( u& s     （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。
1 h+ U- U; p/ p+ b5 h. [
TTL转CH340串口，硬件原理图如下所示：

* X; D' N- L, A5 m7 o

5 C' V. u9 @- u; h* I2 y: aDMA(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。
. h2 q4 l: K# P
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。

) g; K5 c8 p) Q

: b2 L2 k7 m, h. \8 W  二、串口DMA收发实验过程
1、新建STM32CubeMX基础工程
（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"
# }& ^* Y4 |0 [; |
& u/ ?3 ~& J) R9 [* G3 `! ?

2 W( d( `( [9 k7 ~! y（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。

! V2 r% X6 `  {# S: H: L: u/ U3 o

（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。
& i/ i7 x5 `7 r1 B+ K/ l1 R0 _! O' L
; e0 @" a' E4 o6 x) h: p" i- V

（4）选择时钟源。

6 T4 J& _7 S3 p. ^& s2 y        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）。

# x7 F3 D: `8 t. O2 R" N1 v/ D

4 s6 y( B) i8 x
+ ]: D+ L/ i+ O        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。

' ?* s6 ~2 W! i

2、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：
LED1——PC0
LED2——PC1
8 M, r8 V7 J! r0 RLED3——PC2
+ l- P% u# Y* O8 ]/ NLED4——PC3

# U3 n! f% B6 x* N（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。

鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式
鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
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。
5 p' M4 M5 t: R# a* {$ c3 G# W


( e' L  j! }+ Q& l- ?( B  n
$ c3 k( U' D& k+ I7 }
（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。
9 v# ]/ X; o9 E/ g+ x' r
/ {% L' O0 `2 E, o; @4 Q
4 C8 T; f4 N% ~; A
/ _3 }* r& H8 x4 P$ T+ d4 p​​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：
% u7 o; D( X# S4 i. |; q
- f7 M% k  V' o' C4 o

& E5 x" S( D" _, u' W, ~- L 序号1用来设置串口收发引脚的选择。
8 n5 }0 _* Z- n: D: |, o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。
4 ^8 f9 j5 N; H. ?( H8 `+ u9 D
( ], A7 T) H/ L' c7 Y+ G（2）设置NVIC settings 使能接收中断
% D& K0 ~; \4 g0 n1 F# q- B; u
2 `8 m" Z; v: |4 Q! `( n
: p% c# P7 g! B) J8 f& n4 y; \" d
3、串口DMA设置



（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
' A' H6 U( @6 @: s$ O- |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)
+ o0 `) J0 b; Q9 D: b2 ?
! n6 E9 v/ u  P1 f6 @+ S

（2）DMA相关参数解析
Dirction ： DMA传输方向有四类
! G- ]! N- I7 Q" g0 e- T' j外设到内存 Peripheral To Memory
( H- L. x' F8 R  n0 C# S1 g! w, f7 M/ K内存到外设 Memory To Peripheral
2 G! i) k2 E1 U/ ?  g) r7 E内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral
% u7 {& N/ e" E, K2 O
Priority： DMA通信传输速度有四类
- J- \- s% d( ~# `9 K5 l最高优先级 Very Hight
高优先级 Hight
中等优先级 Medium
8 R" W5 a9 ?# u低优先级；Low

Mode：DMA传输模式有两类
6 X8 }7 N4 S' q9 u: b5 D6 i) _
1 z, W% O/ \8 u/ e
/ y8 Y5 x6 v( i3 k: m$ Z7 f
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。
Circle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。

Increment Address-DMA指针递增设置：
+ M9 q0 a. t4 U8 p% E
/ X% N% l+ T0 B0 |+ N: s8 [, h
/ u& V2 e& m( A7 e# ~. k% R+ t: A
; W' D  D4 Q* M# B
: x/ c. m6 ~0 `4 ~0 s. ^: U5 N4、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。
6 u7 d! ]- u& ^- E( y% E' X
/ J! x5 U% A3 P; x0 D- S4 b

（2）完成配置工程。
5 U! n$ Q1 Y, T4 }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。）

! `; M/ a; U- [- V& ^( [1 H
( E9 X5 t5 l5 C4 m" I
/ a+ [1 O4 y; Q# A/ Q- b- f/ S

3 {" T) m7 p% O( P5 ~（3）生成代码。

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。

' C1 k9 i( Z$ S
: l5 R. ?5 ^, @​
（4）工程代码生成成功。
  e7 W) {' c1 j& ?) U2 n
% f: X3 L6 c5 _- e- P) V& d

/ U" h- i& h$ ~4 O4 B! T 三、在KEIL 5中编写代码
1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
  q0 w- g9 ^0 r1 {5 ]0 R, V- J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。
8 R  s, ^6 |; ^! H. J1 O（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。



2、添加LED指示灯作为系统提示
) f5 K8 g# T1 P/ c  Y, q3 _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。
$ c3 f+ ^! F" Q. b% ~9 E3 E8 X
0 M+ Q5 Z6 ?; t: j( s3 _

% @. _2 _& B8 M, h% y( B3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码
/ A4 o& E- r$ U% v# ~% [（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
   + c  C9 }6 b$ w) {) W9 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
   " ~  E4 V" B+ H/ e
4. HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
   4 t7 z; ~& d& }
5. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
   : C, e, G1 M: L
6. HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
   ' P! }" f& d. S- Y' Y* g
7. HAL_UART_DMAPause() 暂停串口DMA
   $ d/ T# V& u" z/ k$ N# b% Z/ o
8. HAL_UART_DMAResume(); 恢复串口DMA
   
9. HAL_UART_DMAStop(); 结束串口DMA

复制代码

% d* q- S" o, S（2）main.c添加串口DMA发送函数相关代码：

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   / J) }1 g+ h; ^( R- d
3. uart_rx_struct uart_rx_struct_t={0};                                //串口接收数组
   * t9 x$ x9 R, K2 c6 n
4. /* USER CODE END 0 */

复制代码

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
     _0 x, D4 S3 b, B% ?
4.     uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
   ( I' ]9 i) Q$ U6 l, K5 |' U
5.     /* USER CODE END 1 */
   3 M& c+ Y( c' ~" N
6. 
   
7.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   
8. 
   
9.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   6 a1 E. U. m3 t3 t  K8 p# b
10.     HAL_Init();
    
11. 
    
12.     /* USER CODE BEGIN Init */
    4 y8 L' z# ]6 P1 X) O
13. 
    
14.     /* USER CODE END Init */
    ; j6 n% w2 \6 x4 G! [5 G9 j5 U7 h
15. 
    : i  {: F  {' Q8 ]0 l% k. Q; H/ u
16.     /* Configure the system clock */
    # [7 M; o. Y9 u! O' [
17.     SystemClock_Config();
    4 j' b$ _- F+ d2 }& m% d& A% f
18. 
    
19.     /* USER CODE BEGIN SysInit */
    1 I0 V7 d  f  \' o# f
20. 
    ) X- k1 ~+ P6 Z& l
21.     /* USER CODE END SysInit */
    
22. 
    
23.     /* Initialize all configured peripherals */
    
24.     MX_GPIO_Init();
    $ n# I. |8 L" H# x. m% [; D
25.     MX_DMA_Init();
    
26.     MX_USART1_UART_Init();
    ) O; R7 g- O& u  ]* g
27.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    ) ]  V: |0 \* w: n! o# `, M
28.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    & C0 ?+ R' G( i  o4 D; A
29.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
      E, K# l3 L5 y1 a, `2 p
30.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    2 ~1 a2 ^- O" |6 ^- k+ M& o' i
31.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    
32.     HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)transmit_str, sizeof(transmit_str));    //
    
33.     HAL_Delay(5);
    2 [7 O& |7 |( R$ q- W3 i$ o
34.     HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    2 E- e% S$ }9 G7 R
35.     __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    5 M" j1 w* I' y# V
36. 
    4 C3 m9 G! y0 J6 `5 ]
37.     /* USER CODE END 2 */
    
38. 
    
39.     /* Infinite loop */
    
40.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
41.     while (1)
    
42.     {
    
43.         /* USER CODE END WHILE */
    " H5 G  f- [3 [, m) d
44. 
    $ c" q+ [9 a0 b/ J. Q6 i* D9 `0 w, V
45.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    ) R3 F1 C7 z+ w$ N- x+ _5 r% A' x
46.         HAL_Delay(100);
    6 V- f- a( F" g
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
    
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
    
51.         if(uart_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //DMA接收完成
    
52.         {
    
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
    0 k5 L0 R3 D8 Q/ \
54.             uart_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
    
55.         }
    
56. 
    3 J8 D& M9 D* r8 \4 c
57.     }
    
58.     /* USER CODE END 3 */
    9 O4 u4 N& t0 _1 u' J! X! I6 V
59. }

复制代码

（3）main.h相关变量声明

1. /* USER CODE BEGIN ET */
   
2. #define UART_RX_LEN 1024                // 一次最大接收的数据量
   
3. typedef struct
   8 J4 A4 R) N) P8 H1 C. p, B
4. {
   
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;
   + H; T" X5 w; n' [% T+ @
9. extern uart_rx_struct uart_rx_struct_t;  
   ! t! W4 R( H0 e: i) E: r4 c' T- i- A
10. 
    3 g! p6 C; F2 ?* _
11. /* USER CODE END ET */

复制代码

. ^! D% [4 K: b5 k4 R( }! _$ q4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码
（1）DMA接收设置前铺垫知识点：
0 u7 Y* u; Q$ J3 w        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。
  k( H' t2 ~# y3 W
（2）添加DMA接收处理代码

- {/ M" p" {3 e$ _. y% nstm32f1xx_it.c中添加代码如下：
( w* _; \' U  n  A6 ?

1. void USART1_IRQHandler(void)
   & Q- M, l1 ^# i% W' ?
2. {
   " v  V( i* p2 r+ b
3.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
   0 _4 [7 X. z3 W
4.     if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置位
   ) |2 @, U0 a# u0 e9 X4 j
5.     {
   4 q8 ?+ B) l% ^; M7 X8 T; g
6.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);                         // 清除中断标记
   5 I+ ^3 R" k" i
7.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);                                  // 停止DMA接收
   + l' Z4 o( A( k& g" U/ I
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
   0 R) e8 G6 H$ Z
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
    
11.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);    // 重新启动DMA接收
    * H& |$ U9 z. W8 j: k, ]& _
12.     }
    . Y  V# x# N8 b: J+ [2 q
13.     /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
    : j# }7 a1 d1 M* l4 i7 M9 r2 `# h
14.     HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
    
15.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
    7 w* Y: l6 T7 F) ^7 V7 O
16. 
    % V0 y" I) v6 c! d8 T+ E% o8 ^
17.     /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
    : \+ ~; p8 H* j) [2 s
18. }

复制代码

（3）至此，串口DMA收发数据需要添加的代码已经完成。
9 W$ u+ r1 c! F2 D% V7 W4 v% \
4 t) [  s# d# D" a) g5、设置编程仿真下载模式
（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。

$ t* y& A* p0 @
# k8 ]5 t; e1 ~; T& n​
（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。
1 t- F/ G8 ~" @( N$ h
/ X' B1 y$ l$ S- b, E" U' b
" B) ~- i1 Y9 ^: S2 h3 d' h% ]
（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。


​​
0 k/ y5 X$ n3 `% v8 F0 J8 y+ V
（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）。

* s7 C& j' p6 Y& d6 o
​​
6、串口DMA收发实验效果展示
6 I- b8 ]; M/ I$ ^        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。
+ ^0 e( T1 x+ F7 s
4 d- x# F, |+ G8 ~8 e# ]1 G- H

* p* r& j" f  K' X+ B5 y. u& L————————————————
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3 x( a6 l" S+ f! y. E- d
) F$ X5 J, B1 i