stm32之串口DMA发送与接收

硬件环境：stm32f103zet6战舰开发板

软件环境：MDK5、串口调试助手

概念解析：DMA--Direct Memory Access--直接存储器访问

DMA作用：用来传输数据的，在哪里传输呢，可以在外设和存储器之间，也可以在存储器和存储器之间。DMA传输方式无需CPU直接控制传输，能使CPU的效率大为提高。

本博文简单实现功能

1、通过DMA传输方式，从存储器把数据搬到串口1的数据寄存器即（USART1->DR）,借助串口调试助手查看数据传输的正确性

2、通过DMA传输方式，加上串口IDLE中断的配合，把串口助手发到串口1（USART1->DR） 的数据搬到存储器中，再打印出来，查看数据传输的正确性

1、存储器到外设的实现步骤

如图所示，要实现存储器到串口1的传输，则要选择DMA1通道4。

 这个实验用到串口1，DMA1，因此需要初始化它们。   

串口1初始化，注意这里没有涉及到接收，因此把项目工程的接收中断注释了。

void uart_init(u32 bound)
{   

    GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef  USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef      NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //使能USART1时钟

    //USART1_TX -- PA9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                  //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);          

    //USART1_RX    -- PA10  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                      //浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;                        //抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                                      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                    
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    

    //USART 初始化设置
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;                                             //串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;            //字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                           //一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;                                 //无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);                         //使能串口DMA发送
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                                                                      //使能串口1
}

DMA1通道4初始化

void dma_init(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx, u32 paddr, u32 maddr, u16 len)
{
      DMA_InitTypeDef dma_init_struct;
      RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);                
      dma_init_struct.DMA_PeripheralBaseAddr = paddr;
      dma_init_struct.DMA_MemoryBaseAddr = maddr;
      dma_init_struct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                   //外设作为目的地址
      dma_init_struct.DMA_BufferSize = len;                                              //设置一次传输数据量的大小
      dma_init_struct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址增量不变，每次都是写到DR地址
      dma_init_struct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
      dma_init_struct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
      dma_init_struct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
      dma_init_struct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                         //dma模式为普通模式
      dma_init_struct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;                   //dma通道优先级
      dma_init_struct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                          //这里配置存储器到外设，所以不使能
      DMA_Init(DMA_CHx, &dma_init_struct)   

      DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);                                         //启动DMA发送，配置到这里，DMA1通道4就工作了
}

简单的主函数框架，只是简单发送一次。

int main(void)
{
      unsigned char send_buf[] = {"MEM TO PERIPHERAL TEST!!\r\n"};    
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
      uart_init(115200);
      dma_init(DMA1_Channel4, (u32)&USART1->DR, (u32)&send_buf, sizeof(send_buf));
      while(1);
}

实验效果图

到此，通过DMA方式从存储器（用数组表示）搬到外设（发送数据）就完成了。

2、DMA+IDLE中断接收外设的数据实现步骤

通样用到串口1，DMA1，需初始化它们，这里串口接收的时候不需要起用平常使用的接收中断，直接是开启IDLE中断，这里对IDLE中断做下说明，复制手册内容，

IDLE：监测到总线空闲 (IDLE line detected)，当检测到总线空闲时，该位被硬件置位。如果USART_CR1中的IDLEIE为’1’，则产生中断。由软件序列清除该位(先读USART_SR，然后读USART_DR)。

平常的RXNE中断标志位是接收一字节就中断一次，IDLE中断基本就是接收完一字节，隔了一段时间没有数据过来，总线空闲，就会发送中断，可以理解为接收所有数据了（个人理解，不对的地方还望各位大佬指出，一起交流）。

串口1初始化

void uart1_init(u32 bound)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  

    //USART1_TX -- PA9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                                     
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                              //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                       

    //USART1_RX    -- PA10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;                                   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                    //浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                       

    //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;                      //抢占优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                                  //子优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                   /

    //USART 初始化设置
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;                                         //串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;        //字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                       //一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;                             //无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;                
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);                                     

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);                               //开启空闲中断
    USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);                     //使能串口DMA接收

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                                                                  //使能串口1
}

查看上面DMA1通道图，USART1_RX是在通道5上，初始化如下

void dma_init(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx, u32 paddr, u32 maddr, u16 len)
{
      DMA_InitTypeDef   dma_init_struct;

      RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
      DMA_DeInit(DMA_CHx);
      
      dma_init_struct.DMA_PeripheralBaseAddr = paddr;
      dma_init_struct.DMA_MemoryBaseAddr = maddr;
      dma_init_struct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
      dma_init_struct.DMA_BufferSize  = len;
      dma_init_struct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
      dma_init_struct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
      dma_init_struct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
      dma_init_struct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
      dma_init_struct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
      dma_init_struct.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
      dma_init_struct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
      DMA_Init(DMA_CHx, &dma_init_struct);
      DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);  
}

IDLE中断服务函数

void USART1_IRQHandler(void)
{
    unsigned char len = 0;
    unsigned char tmp = 0;
    unsigned char i = 0;

    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
    {
        tmp = USART1->SR;
        tmp = USART1->DR;                                                                      //先读SR后读DR才能清除IDLE标志位，手册有写
        tmp = tmp;
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);                                      //需要暂时关闭DMA1通道5，防止又有数据来覆盖掉，
        len = REC_BUF_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);  //查看这次总共接收了多少数据
        printf("len = %d\r\n", len);

        for(i = 0; i < len; i++)
        {
            printf("%x ", rec_buf[i]);
        }

       printf("\n");
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);              //清除中断标志位
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, REC_BUF_SIZE);  //需要重新配置DMA1通道5缓存数据大小
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);                                        //数据处理完了，开启DMA1,等待下一帧数据过来
}

主函数简单框架

int main(void)
{
      delay_init();
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
      uart1_init(115200);
      delay_ms(5);                                                                                              //等待串口初始化稳定

      dma_init(DMA1_Channel5, (u32)&USART1->DR, (u32)rec_buf, REC_BUF_SIZE);
      while(1);
}

实验效果图

这里用串口助手往单片机串口1发送6字节的666666，通过DMA+IDLE方式把串口1的数据搬到存储器（数组），再把存储器的值打印出来，如图接收正常。

总结

 利用DMA方式简单实现数据的传输（发送与接收），在实际项目工程中，数据会更多，此时处理数据方式就比较重要了，相关博文很多，就不提了。纯属记录，博文有错的地方还请各位大佬指出，我一定及时修改。本博文示例代码实测还行。

好了，到此本篇博文就结束了。