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
$ y6 C% c5 ]6 s# ]' R- e（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
- k, V1 I7 z' _/ N  ]3 Y（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
6 t. D+ d7 n7 k+ l（4）开发板主芯片主频：80MHz
（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB
. y) w% p; n. u7 T3 J/ M4 J
8 c# U, H( P6 d+ i3 K) u5 Z7 P) v
4 [5 u8 u* G; s# G* S7 _4 H
7 g5 N8 \3 ?7 ]6 r

2、LED灯资源
6 {7 T1 ^: q/ ]（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：

$ f" H% H, F) w% J1 s! \3 G- w

# T. Z! \( G/ U) E5 v
（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：


7 f5 E4 M- K3 C4 t  j
  g+ ?& m% \! c  ?, R: t​3、串口DMA收发工作原理
" }( @+ K4 c3 g1 m/ A 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）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。
3 U9 Y9 _7 e2 q0 v; f
; E  t3 p% ?8 Q6 ?2 b5 l( N, {+ |TTL转CH340串口，硬件原理图如下所示：
9 y) r+ b/ a2 _. x6 U% M

+ _$ h/ d5 X, v
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。
/ @+ @8 l7 z+ k  C0 _" j
' }5 q+ M$ U, h, I. sDMA 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。

5 g8 w9 Q# R; y0 u2 D
/ m8 ]8 Y1 ]2 b# n' W
1 ~2 F  c8 ~% _, b  二、串口DMA收发实验过程
& S5 k+ @0 z  F! T* W1、新建STM32CubeMX基础工程
& h: e5 `0 X! H# H' F0 @（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"
( ]  C7 X4 ~5 J2 o9 {( ]- ~$ R


; v* N7 y6 ^2 R& O* O) h（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。
' q# }: U- \" ~9 ?- w

+ U% }5 e; D6 O/ u- M; V
（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/ x, g2 N8 B9 z0 A4 B. W7 V& c

2 t5 `) m  e/ w4 C（4）选择时钟源。

        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）。
* y( T. M! c/ K
( H* D7 l$ l8 p1 \. B# b
( k, }0 I. A9 f2 B" g$ x* y& |6 j0 i1 E

        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。
6 J' C, E; R7 }$ t


- Z! Q6 C" i. q" N2、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：
5 j9 M  j4 C5 ?1 L6 q6 K6 MLED1——PC0
LED2——PC1
; M" f+ y1 |2 \LED3——PC2
LED4——PC3
; O8 ?4 E# x  m- R/ n7 P7 t7 y8 q
/ w2 V7 R' D( }, L8 w8 C6 b/ e, @（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。
. z/ f0 \- [5 C/ x& H  |# D5 E
鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式
% q, t1 X0 W6 v# r  Z鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
+ C+ j" W8 k' y$ ^. {& M鼠标左键点击PC2,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
$ K# Z3 |3 L2 ^! {鼠标左键点击PC3,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

  b: s8 {/ |# L4 X& c. @
0 x6 K1 ^- ^/ v% ?
3 A) F# c( I  o) B4 c
' t+ k1 u' v  p' R+ @
（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。



" O- _) d- D0 n. i​​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：
' U. f. t( N" D# V3 l) T8 P. H
: L1 B& l+ R! |5 t" N) A
: D! r! h7 v+ [0 ~4 H8 Q
序号1用来设置串口收发引脚的选择。
4 b& R% v+ ~# b4 J% s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。
1 c" r: [+ K8 a8 }/ y* _
* m) r! `# s5 d, v8 ^. \（2）设置NVIC settings 使能接收中断



/ o9 d3 f! o1 X- F! t3、串口DMA设置

3 K- ?. i8 }, N0 l" ^
% o1 }; X5 n8 T6 Y  D$ z  P7 I
: e, V! J2 j) K5 ?（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：
) \% R" i0 _* D6 ]* |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
' F& h9 S/ T1 V9 M) E: T0 R8 \7 ADMA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)



（2）DMA相关参数解析
5 G  p" S& y3 e- KDirction ： DMA传输方向有四类
) v# b# O1 S! F% V外设到内存 Peripheral To Memory
内存到外设 Memory To Peripheral
- V2 {: J& ^% C  Y4 A内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral

Priority： DMA通信传输速度有四类
最高优先级 Very Hight
) u$ j' Z5 H' c/ R高优先级 Hight
7 _5 P1 \  \8 y) `+ `& s中等优先级 Medium
8 }# ^' a. p5 R4 \低优先级；Low

Mode：DMA传输模式有两类
- t. p1 V; k- _# }3 q


: L) h( l4 J5 b0 [5 Z' e9 MNormal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。
" @6 u1 f- n% J( ]6 L
Increment Address-DMA指针递增设置：

4 S$ Y! p7 {1 [0 ?1 _5 l' \

4 O# Q4 d0 R9 X' s. e; D
4、配置项目工程参数
# g* S/ Z" w6 F9 w6 o+ n. ]（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。

* q* p; X5 ~" B; R

- s( t7 }% L) s( T1 |（2）完成配置工程。
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。）

" k; V: K5 u+ L- l& u$ y7 N" h% ~
' w, F" n# r+ v  G. a

9 e+ ?! ~% \% m; D5 I' P1 E
（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。

7 m! T. D5 R( S% g
) E3 E+ e7 {4 U( l6 h/ |​
6 @5 M* |- `" h4 D( s2 j（4）工程代码生成成功。

5 D6 D- F. Z& @' v, {4 Q

三、在KEIL 5中编写代码
% V/ W* I) `) ]2 f1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
" x! k0 O* p' N8 r/ M+ q) b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。
（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。

& D7 l8 \: G# j( ]6 {1 y" `
) a! l$ e* S" W# B4 V
2、添加LED指示灯作为系统提示
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。

& A, h9 a( X, I

3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码
（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
   
2. HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
   : G1 g. ?, X) S1 L1 Q, k2 W% N
3. HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
   
4. HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
   
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

4 {- Z' p) W6 |$ `( @  Y（2）main.c添加串口DMA发送函数相关代码：

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
     c  g: Y/ z$ z) x
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   + P" V+ ^; t8 O4 G! Y& c
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)
   
2. {
   
3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
   
4.     uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
   ! X. G& w$ m! k# ^
5.     /* USER CODE END 1 */
   
6. 
   , q& k% q- h4 X% V  B6 V% P" s
7.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   
8. 
   - z% ^* G+ L% j, y% W% _# c7 x
9.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   
10.     HAL_Init();
    , ~, q/ `8 g* A7 o/ l, }' d
11. 
    3 m: i7 X* R& ?
12.     /* USER CODE BEGIN Init */
    7 B* ]: ]4 \% }% Z  _. L
13. 
    8 f( O6 g1 s- ]6 ~
14.     /* USER CODE END Init */
    
15. 
    6 H/ E7 s, E4 D: T: K9 X
16.     /* Configure the system clock */
    9 C. ]# g3 F! M# y$ Z# d- q
17.     SystemClock_Config();
    
18. 
    ( o, }4 B2 t# P5 |* O+ P5 h9 x
19.     /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
20. 
    
21.     /* USER CODE END SysInit */
    0 g+ f. k1 m& O( d7 w: h
22. 
    
23.     /* Initialize all configured peripherals */
    
24.     MX_GPIO_Init();
    
25.     MX_DMA_Init();
    ; F6 I- c: W# S
26.     MX_USART1_UART_Init();
    
27.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    ; n4 W6 G7 S: `. p; D/ n+ @
28.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    ( z! R7 C7 q' Y9 S  L6 ^, F
29.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    : S: s8 o) P3 o/ [8 V' i9 k4 U
30.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);                                                                //初始化LED灯，默认点亮
    
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);
    
34.     HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    
35.     __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    - e- H" m) F2 Y* P2 }% ?7 R
36. 
    
37.     /* USER CODE END 2 */
    2 j) N3 V5 v! v; |4 h
38. 
    1 r5 k6 F: L) K& P* j
39.     /* Infinite loop */
    
40.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
41.     while (1)
    $ M4 L# I. u8 e, \% n
42.     {
    
43.         /* USER CODE END WHILE */
    # U& z% j& M$ B/ U
44. 
    ; Q  _9 ~  N' R8 Z: T  @
45.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    
46.         HAL_Delay(100);
    
47.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    1 a" A( _3 F* G& J! {" K! @# y
48.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    * S* T# \  `3 m& u1 a0 V
49.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_2);                                                                        //反转LED点亮熄灭切换
    ! X. V3 A" n+ f8 s; K* W/ k  A
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.         {
    4 v; Q6 m1 T7 l4 X) q/ F  y1 G
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;
    
55.         }
    , Y. ]6 d/ U6 x9 }, L8 L: c
56. 
    8 G, D0 Q# l- N5 {8 m+ a5 P* a
57.     }
    6 F9 L9 B, E$ ~6 W3 r. U$ Z3 T$ H
58.     /* USER CODE END 3 */
    $ |1 k. g, ]/ e5 q- e8 Z
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
   # `! c1 c, H4 w% E; X  E
3. typedef struct
     {6 b; k+ L7 ^0 R/ |. h& d
4. {
   8 R% M+ Q% r5 f3 f
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;
   + g3 P2 K7 h; f; w0 @
9. extern uart_rx_struct uart_rx_struct_t;  
   - B3 ~3 z! \3 [5 V' |/ @1 T
10. 
    
11. /* USER CODE END ET */

复制代码

; ?! Z# t# t! ?/ |" B4 W4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码
（1）DMA接收设置前铺垫知识点：
: q$ c1 b+ R' y& @0 ^        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。

4 n7 o% l4 p8 @* U* H（2）添加DMA接收处理代码

( ]1 e# b& Q6 jstm32f1xx_it.c中添加代码如下：
3 |  U9 T) j& b

1. void USART1_IRQHandler(void)
   
2. {
   9 [4 u$ G/ p1 P7 Z/ m' y3 Z
3.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
   * p, a5 x6 S4 i
4.     if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置位
   1 j+ \* Y7 s1 t% j% ^+ A
5.     {
   8 p+ [- ^  y0 L1 }/ K9 i
6.         __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);                         // 清除中断标记
   
7.         HAL_UART_DMAStop(&huart1);                                  // 停止DMA接收
   
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
    ! Q8 v7 {- J) S& I' @( z2 |7 T- U
11.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);    // 重新启动DMA接收
    ' r( l1 \- r7 g) I' f' H. G+ h
12.     }
    ; z) [) F* i% u  }9 N& e% s
13.     /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
    ' {! {  a. z- c# N
14.     HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
    2 Q3 {# T) K3 `, h  K! E
15.     /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
    
16. 
    
17.     /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
    
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。

5、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。

: L1 \  Y+ q" L) @
​
（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。
$ p; W% n$ S0 P! k1 T

! Q% `8 X+ w8 N) g& N, {
4 o- s* H9 c" ~0 T" T3 |9 D1 K（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。


, z8 C  d6 s' V; L. y! a, M) y; P​​
" ^. f; u# f( E) W0 A7 d
3 w' J0 A. _3 E# t% a  |' S（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、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。



————————————————
' ^8 G  R( I  T' |1 h. ?( P版权声明：智能小屋ZYXC
/ ]) |3 z+ Q, P" c  m
& K, _7 b) O& D) K* o; ?+ o