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STM32串口DMA很难？带你一步步学会！（讲解+代码）

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楼主
ID:736383 发表于 2020-5-15 01:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
串口DMA

原文已在CSDN发布，博文阅读起来更舒服，CSDN博文链接：

STM32 | 串口DMA很难？其实就是如此简单！（超详细、附代码）

（https://blog.csdn.net/weixin_44524484/article/details/106029682）


DMA利用好无疑会让串口使用起来更加高效，同时CPU还能处理自己的事情，但是DMA的使用却让代码变得更加的复杂，也使串口配置变得更加麻烦！麻烦？？？也许只是学习的方式不对，代码是变长了，但是思路清晰的话，也就是在原来串口加了点东西而已。本文让你轻轻松松学会串口DMA！定长数据传输与不定长数据传输都教会你！通过此文，希望能让更多人了解和会使用串口DMA，希望大家多多支持！

一、串口DMA的配置

本文针对串口2（USART2）如何进行DMA传输进行讲解，如果采用其他串口，注意要修改相应端口配置以及DMA通道。

1、串口的DMA请求映像

通过我之前的博文《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》可以知道，串口2（USART2）的接收（USART2_RX）和发送（USART2_TX）分别在DMA1控制器的通道6和通道7。下图为DMA1控制器的请求映像图。

2、资源说明

STM32F1中，USART2使用的是PA2（USART2_TX）和PA3（USART2_RX），为了方便阅读，使用到的资源列在下表。

     外设           GPIO口      DMA请求映像通道         备注

USART2_TX        PA2             DMA1通道7        RAM->USART2的数据传输

USART2_RX        PA3             DMA1通道6        USART2->RAM的数据传

3、DMA初始化配置

USART2的DMA配置在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》中分别讲了库函数版和寄存器版两种配置，我这里直接搬用，不理解的可以看看《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》这篇文章。要注意的是库函数最大优势就是便于阅读，所以在DMA初始化配置中我们使用库函数。

首先，我们要先定义三个缓冲区（作全局定义），一个发送缓冲区，两个接收缓冲区，两个接收缓冲区是为了做双缓冲区，目的是为了防止后一次传输的数据覆盖前一次传输的数据，并且留出足够的时间让CPU处理缓冲区数据。双缓冲在串口DMA中有着很重要的意义并起着很大的作用！

  1. //USART2_MAX_TX_LEN和USART2_MAX_RX_LEN在头文件进行了宏定义，分别指USART2最大发送长度和最大接收长度
  2. u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_TX_LEN];          //发送缓冲,最大USART2_MAX_TX_LEN字节
  3. u8 u1rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN];                        //发送数据缓冲区1
  4. u8 u2rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN];                        //发送数据缓冲区2
  5. u8 witchbuf=0;                                                      //标记当前使用的是哪个缓冲区,0：使用u1rxbuf；1：使用u2rxbuf
  6. u8 USART2_TX_FLAG=0;                                        //USART2发送标志，启动发送时置1
  7. u8 USART2_RX_FLAG=0;                                        //USART2接收标志，启动接收时置
复制代码
       要说明的是，实际上发送缓冲区可能用不上，因为我们要发送的数据内容和大小都不一定每次都是固定的，可以是变化的，我们只需重新指派新的发送缓冲区地址即可，但是在初始化中我们还是要指定一个发送缓冲区地址。
下面是DMA1_USART2的初始化函数
  1. void DMA1_USART2_Init(void)
  2. {
  3.         DMA_InitTypeDef DMA1_Init;
  4.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  5.         
  6.         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);                            //使能DMA1时钟

  8.         //DMA_USART2_RX  USART2->RAM的数据传输
  9.         DMA_DeInit(DMA1_Channel6);                                                                    //将DMA的通道6寄存器重设为缺省值
  10.         DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR);                       //启动传输前装入实际RAM地址
  11.         DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf;                                       //设置接收缓冲区首地址
  12.         DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                                          //数据传输方向，从外设读取到内存
  13.         DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_RX_LEN;                                    //DMA通道的DMA缓存的大小
  14.         DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;                                //外设地址寄存器不变
  15.         DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                                        //内存地址寄存器递增
  16.         DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                        //数据宽度为8位
  17.         DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                        //数据宽度为8位
  18.         DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                                                        //工作在正常模式
  19.         DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                                         //DMA通道 x拥有高优先级
  20.         DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                                                        //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
  21.          
  22.         DMA_Init(DMA1_Channel6,&DMA1_Init);                                                                         //对DMA通道6进行初始化
  23.         
  24.         //DMA_USART2_TX  RAM->USART2的数据传输
  25.         DMA_DeInit(DMA1_Channel7);                                                                                                //将DMA的通道7寄存器重设为缺省值
  26.         DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR);                                        //启动传输前装入实际RAM地址
  27.         DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART2_TX_BUF;                              //设置发送缓冲区首地址
  28.         DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                                                                 //数据传输方向，从内存发送到外设
  29.         DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_TX_LEN;                                                        //DMA通道的DMA缓存的大小
  30.         DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;                                //外设地址寄存器不变
  31.         DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                                        //内存地址寄存器递增
  32.         DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                        //数据宽度为8位
  33.         DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                        //数据宽度为8位
  34.         DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                                                                        //工作在正常模式
  35.         DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                                         //DMA通道 x拥有高优先级
  36.         DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                                                        //DMA通道x没有设置为内存到内存传输

  38.         DMA_Init(DMA1_Channel7,&DMA1_Init);                                                                         //对DMA通道7进行初始化
  39.         
  40.         //DMA1通道6 NVIC 配置
  41.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel6_IRQn;                                //NVIC通道设置
  42.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;                                //抢占优先级
  43.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                                                //子优先级
  44.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                        //IRQ通道使能
  45.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器

  47.         //DMA1通道7 NVIC 配置
  48.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel7_IRQn;                                //NVIC通道设置
  49.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ;                                //抢占优先级
  50.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                                                //子优先级
  51.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                       //IRQ通道使能
  52.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器

  54.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel6,DMA_IT_TC,ENABLE);                                                        //开USART2 Rx DMA中断
  55.         DMA_ITConfig(DMA1_Channel7,DMA_IT_TC,ENABLE);                                                        //开USART2 Tx DMA中断

  57.         DMA_Cmd(DMA1_Channel6,ENABLE);                                                                           //使DMA通道6停止工作
  58.         DMA_Cmd(DMA1_Channel7,DISABLE);                                                                           //使DMA通道7停止工作
  59.          
  60.         USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);                                                //开启串口DMA发送
  61.         USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);                                                //开启串口DMA接收
  62. }
复制代码
相应配置的讲解在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》中讲解过，这里不再叙述，要注意的是，我们采用中断方式进行DMA传输。正常情况下，我们传输完数据要进行相应的处理，那我们怎么知道什么时候数据传输完成了呢？这时候就借助DMA传输完成中断。既然打开了中断，那一定要注意中断优先级，这里特别指出串口的中断优先级应低于串口DMA通道的中断优先级。

4、串口配置

前面已经完成了DMA的配置，而DMA是不能单独使用的，所以不要忘了配置要用到的串口USART2。

  1. void Initial_UART2(unsigned long baudrate)
  2. {
  3.         //GPIO端口设置
  4.          GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  5.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  6.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  7.         
  8.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);        //使能USART2，GPIOA时钟
  9.         
  10.         //USART2_TX   GPIOA.2初始化
  11.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;                                                                                //PA.2
  12.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                                                                        //复用推挽输出
  13.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                                                                //GPIO速率50MHz
  14.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                                                                        //初始化GPIOA.2
  15.         
  16.         //USART2_RX          GPIOA.3初始化
  17.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;                                                                                //PA.3
  18.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                                                        //浮空输入
  19.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                                                                        //初始化GPIOA.3
  20.          
  21.         //USART 初始化设置
  22.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;                                                                        //串口波特率
  23.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;                                                //字长为8位数据格式
  24.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                                                        //一个停止位
  25.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;                                                        //无奇偶校验位
  26.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;        //无硬件数据流控制
  27.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;                                        //收发模式
  28.         USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);                                                                                 //初始化串口2
  29.         
  30.         //中断开启设置
  31.         USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);                                                                        //开启检测串口空闲状态中断
  32.         USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);                                                                                        //清除USART2标志位
  33.         
  34.         USART_Cmd(USART2, ENABLE);                                                                                                                //使能串口2
  35.         
  36.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;                                                                //NVIC通道设置
  37.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8;                                                //抢占优先级
  38.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                                                                //响应优先级
  39.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                                        //IRQ通道使能
  40.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                                                                        //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
  41.         
  42.         DMA1_USART2_Init();                                                                                                                                //DMA1_USART2初始化
  43. }
复制代码

可以注意到，我这里定义的串口中断抢占优先级低于DMA中断的抢占优先级。细心点可以看到，我开启了串口空闲中断。为什么呢？因为通常情况下我们是不知道接收数据的长度的，这样我们是没有办法利用DMA传输完成标志位来判断是否完成接收，所以我们这里采用串口空闲中断来判断数据是否接收完成，接收完成了会进入串口空闲中断。串口配置的最后进行了串口2（USART2）DMA的初始化，这样直接初始化串口也直接包括了串口DMA的初始化，主函数初始化只需一步即可。

二、串口DMA的使用

前面我们已经完成了串口的配置及DMA的配置，接下来讲讲怎么使用。


  • 发送数据：没什么特殊的，我们只需指定DMA外设缓冲区首地址以及数据长度（即设置发送数据的地址）并开启DMA1通道7即可。
  • 接收数据：接收串口来数据有两种，一种是不定长数据（也就是每次接收到数据的长度都不一样），另一种是定长数据（接收到的数据每次都相同）。对于定长数据我们只需检测DMA传输完成标志位即可；而对于不定长数据，可以通过串口的空闲中断来判断数据是否接收完成。所以，接收完不定长的数据后，需要重新赋值计数值，这样才可以进行下一次数据传输。

详细的使用下文进行介绍。

1、发送数据

发送数据上有两种形式，一种是以数组的形式发送，此情况下要知道数组有效元素的个数；另一种就是类似“printf”的形式，此形式可以基于第一种情况稍作修改。

（1）数组的形式发送数据

使用串口DMA发送数据，默认情况下我们要关闭DMA1通道7（即串口2的DMA发送通道），因为一旦开启通道7就会开始发送数据，没有要发送数据时自然是要关闭的。

发送数据步骤如下：


  • 判断上一次发送数据是否完成，未完成就等待数据发送完成。有两种方法，一种是直接判断DMA传输完成标志位，另一种判断我们自己定义全局变量USART2_TX_FLAG是否置1（即上一次发送未完成）。我更喜欢使用第二种方法。
  • 指定发送缓冲区首地址，也就是待发送数据的地址。
  • 指定待发送数据长度。
  • 开启DMA通道7启动DMA发送。
  • 产生DMA通道7传输完成中断，清除中断标志位。
  • 关闭DMA通道7，并清除USART2_TX_FLAG（清0）。

接下来给出串口DMA发送数据的代码

  1. //DMA 发送应用源码
  2. void DMA_USART2_Tx_Data(u8 *buffer, u32 size)
  3. {
  4.         while(USART2_TX_FLAG);                                                //等待上一次发送完成（USART2_TX_FLAG为1即还在发送数据）
  5.         USART2_TX_FLAG=1;                                                        //USART2发送标志（启动发送）
  6.         DMA1_Channel7->CMAR  = (uint32_t)buffer;        //设置要发送的数据地址
  7.         DMA1_Channel7->CNDTR = size;                            //设置要发送的字节数目
  8.         DMA_Cmd(DMA1_Channel7, ENABLE);                                //开始DMA发送
  9. }

  11. //DMA1通道7中断
  12. void DMA1_Channel7_IRQHandler(void)
  13. {
  14.         if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC7)!= RESET)        //DMA接收完成标志
  15.         {
  16.                 DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC7);         //清除中断标志
  17.                 USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);        //清除串口2的标志位
  18.                 DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE );           //关闭USART2 TX DMA1 所指示的通道
  19.                 USART2_TX_FLAG=0;                                                //USART2发送标志(关闭)
  20. }
  21. }
复制代码

至此，串口DMA发送数据完成。细心点可以发现我这里居然直接配置寄存器，因为这样简单快捷，不用像库函数那样重新初始化DMA的配置。寄存器使用请查看《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》的寄存器那块的内容。

（2）类似printf形式发送数据

上述学习，使用DMA_USART2_Tx_Data();函数可以很方便的发送一个数组的数据，但是有时候我们还是喜欢使用printf();，今天讲串口DMA，当然要讲到位，让串口DMA也能实现强大的printf();功能。

—————————————————————。。。未完。。。————————————————————

论坛看起来太不舒服了，有的格式没办法设置，而且代码对其很麻烦，直接复制过来却不对齐，反正我是看着不舒服的，如果喜欢还是去CSDN博客看吧！

原文已在CSDN发布，博文阅读起来更舒服，CSDN博文链接：

STM32 | 串口DMA很难？其实就是如此简单！（超详细、附代码）

（https://blog.csdn.net/weixin_44524484/article/details/106029682


以下为原文目录，一步一步教会你串口DMA！


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