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01概述

在之前的文章里《STM32串口詳解》和《STM32 DMA詳解》文章中，詳細(xì)講解了STM32的串口和DMA外設(shè)，本篇文章將不在細(xì)述串口和DMA的知識(shí)。

在串口講解的文章中，示例代碼采用中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷的好處在于可以及時(shí)響應(yīng)，快速接收到數(shù)據(jù)，但缺點(diǎn)也很明顯，那就是頻繁中斷，接收1000個(gè)字節(jié)需要中斷1000次，頻繁中斷就意味著會(huì)打斷其他代碼的執(zhí)行，對(duì)一些應(yīng)用場(chǎng)景是不允許的。這個(gè)時(shí)候，使用DMA+串口的組合就可以很好解決這個(gè)問(wèn)題。

DMA每個(gè)數(shù)據(jù)流有8個(gè)通道，每個(gè)通道映射到不同外設(shè)，這有利于針對(duì)不同的產(chǎn)品配置不同的DMA外設(shè)請(qǐng)求。

每個(gè)數(shù)據(jù)流只能配置為映射到一個(gè)通道，無(wú)法配置為映射到多個(gè)通道。即，與數(shù)據(jù)流不同，每個(gè)DMA控制器可以同時(shí)配置多個(gè)數(shù)據(jù)流(因?yàn)橛兄俨闷?，但每個(gè)數(shù)據(jù)流不能同時(shí)配置多個(gè)通道(因?yàn)橹挥羞x擇器)。

我們使用USART1串口外設(shè)，從數(shù)據(jù)手冊(cè)中可以查到，USART1的發(fā)送和接收都是支持DMA的，使用的是DMA2.

接下來(lái)我們循序漸進(jìn)了解DMA在串口中的應(yīng)用

02DMA接收

我們先配置DMA，將DMA外設(shè)和串口聯(lián)動(dòng)起來(lái)。首先需要配置DMA。

DMA配置這一塊不再詳解，不太懂的同學(xué)請(qǐng)看文章《STM32DMA詳解》，這里我們直接貼代碼。

void DMA_Config(void) 
{ 
  DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure; 
     
  /* Enable DMA clock */ 
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE); 
   
  /* Reset DMA Stream registers (for debug purpose) */ 
  DMA_DeInit(DMA2_Stream2); 
 
  /* Check if the DMA Stream is disabled before enabling it. 
     Note that this step is useful when the same Stream is used multiple times: 
     enabled, then disabled then re-enabled... In this case, the DMA Stream disable 
     will be effective only at the end of the ongoing data transfer and it will  
     not be possible to re-configure it before making sure that the Enable bit  
     has been cleared by hardware. If the Stream is used only once, this step might  
     be bypassed. */ 
  while (DMA_GetCmdStatus(DMA2_Stream2) != DISABLE) 
  { 
  } 
   
  /* Configure DMA Stream */ 
  DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4;  //DMA請(qǐng)求發(fā)出通道 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外設(shè)地址 
  DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存儲(chǔ)器地址 
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//傳輸方向配置 
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//傳輸大小 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外設(shè)地址不變 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外設(shè)地址數(shù)據(jù)單位 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址數(shù)據(jù)單位 
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式：正常模式 
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//優(yōu)先級(jí)：高 
  DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能.           
  DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 閾值選擇 
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存儲(chǔ)器突發(fā)模式選擇，可選單次模式、 4 節(jié)拍的增量突發(fā)模式、 8 節(jié)拍的增量突發(fā)模式或 16 節(jié)拍的增量突發(fā)模式。 
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外設(shè)突發(fā)模式選擇，可選單次模式、 4 節(jié)拍的增量突發(fā)模式、 8 節(jié)拍的增量突發(fā)模式或 16 節(jié)拍的增量突發(fā)模式。 
  DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure);  
   
  /* DMA Stream enable */ 
  DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE); 
} 

除了配置DMA外設(shè)外，我們還需要配置串口對(duì)應(yīng)的DMA配置，在手冊(cè)有一小章節(jié)講解到。

需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。

我們可以通過(guò)配置USART_CR3寄存器的bit6和bit7使能串口發(fā)送和接收DMA。ST的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)同樣提供了對(duì)應(yīng)的外設(shè)庫(kù)。

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

通過(guò)上面接口可以配置串口的DMA配置如下：

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

03中斷

我們使用DMA+串口解決了頻繁中斷的問(wèn)題，但現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題，我們還需要及時(shí)將接收的數(shù)據(jù)信息通知CPU，以便達(dá)到數(shù)據(jù)的及時(shí)性。我們使用DMA和串口兩個(gè)外設(shè)，他們都有自己的中斷。

使用DMA中斷，如下配置

/* Enable DMA Stream Transfer Complete interrupt */ 
DMA_ITConfig(DMA2_Stream2, DMA_IT_TC, ENABLE); 
   
/* Enable the DMA Stream IRQ Channel */ 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream2_IRQn; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 

當(dāng)DMA接收完畢時(shí)，會(huì)產(chǎn)生中斷通知CPU取數(shù)據(jù)。

但這有個(gè)明顯的缺陷：串口接收一包數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度如果小于DMA的緩沖長(zhǎng)度，那么久不能觸發(fā)中斷，只能等DMA接收滿數(shù)據(jù)才會(huì)產(chǎn)生中斷，如果下一包數(shù)據(jù)遲遲不來(lái)，那么這一包就不能被及時(shí)響應(yīng)。

那么我們采用串口中斷是一個(gè)不錯(cuò)的方案。串口提供了一個(gè)空閑中斷，“似乎”就是為了DMA專門(mén)使用的。

當(dāng)串口接收一包數(shù)據(jù)，接收完最后一個(gè)字節(jié)，沒(méi)有數(shù)據(jù)接收時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷，這個(gè)時(shí)候，CPU就可以取數(shù)據(jù)。

串口的配置知識(shí)不再講解，不太懂的同學(xué)請(qǐng)看《STM32串口詳解》，串口空閑中斷配置如下

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); 
   
/* Enable the USARTx Interrupt */ 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 

串口中斷代碼如下

void USART1_IRQHandler(void) 
{ 
  uint8_t temp; 
  if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) == SET) 
  { 
    DealWith_UartData(); 
//    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_IDLE); 
    temp = USART1->SR;   
    temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE標(biāo)志   
  } 
} 

重點(diǎn)：這里有一個(gè)坑!!!

清除空閑中斷位的代碼是

temp = USART1->SR;    
temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE標(biāo)志 

證據(jù)如下

這一點(diǎn)很坑人，注意。

04代碼

DMA+串口接收的工程代碼是開(kāi)源的，Keil和IAR的工程都有

• 33-USART-DMA-Receive DMA串口接收(沒(méi)有使用中斷)
• 34-USART-Receive-DMAInterrupt DMA串口接收(DMA中斷)
• 35-USART-DMA-Receive-Interrupt DMA串口接收(串口空閑中斷)

PCB和工程代碼開(kāi)源地址：

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

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