串口DMA系列文章一共兩篇，分別是利用DMA + 空閑中斷實作不定長資料的收發，另一篇是使用DMA中斷實作定長資料的收發，文章鏈接如下：
01 STM32F103 串口DMA + 空閑中斷 實作不定長資料收發
02 STM32F103 串口 +DMA中斷實作資料收發
文章目錄
- 1. 空閑中斷
- 1.1 uart_dma.c
- 1.2 uart_dma.h
- 1.3 main.c
- 1.4 stm32f10x_it.c
- 1.5 效果演示
- 1.6 知識補充
- 1.6.1 外設的基地址
- 1.6.2 空閑中斷清除
- 1.6.3 DMA傳輸數量
DMA(Direct Memory Access，直接存盤器訪問) 是所有現代電腦的重要特色，它允許不同速度的硬體裝置來溝通，而不需要依賴于 CPU 的大量中斷負載，否則，CPU 需要從來源把每一片段的資料復制到暫存器，然后把它們再次寫回到新的地方，在這個時間中，CPU 對于其他的作業來說就無法使用，
關于DMA的基礎知識請參考文章 https://blog.csdn.net/gdjason/article/details/51019219 ，個人覺得博主的文章最后代碼部分寫的有點亂，再次做整理記錄，串口DMA可以有兩種中斷觸發方式，一種是使用STM32的 IDLE 空閑中斷方便接收不定長的資料，使用中也經常采用這種方式，第二種是使用DMA自身的傳輸完成中斷，這兩種方式在發送完成后均能產生發送完成中斷，不同的地方是空閑中斷方便接收不定長的資料，而DMA傳輸完成中斷只有接收到定義好的長度的資料后才會產生接收中斷，
1. 空閑中斷
本文采用485總線來實驗串口的DMA空閑中斷，實作資料的收發測驗，485的不同之處是多了一個使能引腳，該引腳是高電平使能發送，低電平使能接收，因此是半雙工的通信，其他的和串口一致，本例使用STM32F103的串口1，TX引腳是PA9；RX引腳是PA10，485的使能引腳是PD1，大家在使用時板子上的串口功能測驗時無需考慮485的使能引腳，本文中關于485的部分都用 /**** RS485 ****/標識出來，下面是代碼部分，
1.1 uart_dma.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "stm32f10x_dma.h"
#include "misc.h"
#include "systick.h" // 利用嘀嗒計時器實作了ms級的死等延時，用于切換485收發功能使用，實際專案中不能用死等延時
#include "uart_dma.h"
uint8_t uart1RecvData[32] = {0}; // 接收資料緩沖區
uint8_t uart1RecvFlag = 0; // 接收完成標志位
uint8_t uart1RecvLen = 0; // 接收的資料長度
uint8_t uart1SendData[32] = {0}; // 發送資料緩沖區
uint8_t uart1SendFlag = 0; // 發送完成標志位
/* 串口1 GPIO引腳初始化 */
void Uart1GpioInit(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA時鐘
/************ ↓ RS485 相關 ↓ ************/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); // 使能GPIOD時鐘
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 輸入輸出使能引腳 推挽輸出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_EN_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(UART1_EN_PORT, &GPIO_InitStruct); // PD1
Uart1RxEnable(); // 初始化接收模式
/************ ↑ RS485 相關 ↑ ************/
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // TX 推挽輸出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_TX_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(UART1_TX_PORT, &GPIO_InitStruct); // PA9
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // RX上拉輸入
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_RX_PIN;
GPIO_Init(UART1_RX_PORT, &GPIO_InitStruct); // PA10
}
/************ ↓ RS485 相關 ↓ ************/
/* 使能485發送 */
void Uart1TxEnable(void)
{
GPIO_WriteBit(UART1_EN_PORT, UART1_EN_PIN, Bit_SET); // 485的使能引腳，高電平為使能發送
Delay_ms(5);
}
/* 使能485接收 */
void Uart1RxEnable(void)
{
GPIO_WriteBit(UART1_EN_PORT, UART1_EN_PIN, Bit_RESET); // 485的使能引腳，低電平為使能發送
Delay_ms(5);
}
/************ ↑ RS485 相關 ↑ ************/
/* 串口1配置 9600 8n1 */
void Uart1Config(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStruct; // 串口配置
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 中斷配置
DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct; // DMA 配置
USART_DeInit(USART1); // 暫存器恢復默認值
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); // 使能串口時鐘
/* 串口引數配置 */
USART_InitStruct.USART_BaudRate = BAUD_RATE; // 波特率：9600
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 無流控
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; // 收發
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; // 無校驗位
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 1個停止位
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8個資料位
USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能串口
/* 串口中斷配置 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 搶占優先級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 子優先級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // 串口1中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 嵌套向量中斷控制器初始化
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); // 使能串口發送中斷，發送完成產生 USART_IT_TC 中斷
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 使能串口空閑中斷，接收一幀資料產生 USART_IT_IDLE 空閑中斷
/* 串口DMA配置 */
DMA_DeInit(DMA1_Channel4); // DMA1 通道4，暫存器復位
DMA_DeInit(DMA1_Channel5); // DMA1 通道5，暫存器復位
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 使能 DMA1 時鐘
// RX DMA1 通道5
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = sizeof(uart1RecvData); // 定義了接收的最大長度
DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 串口接收，方向是外設->記憶體
DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 本次是外設到記憶體，所以關閉記憶體到記憶體
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)uart1RecvData;// 記憶體的基地址，要存盤在哪里
DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;// 記憶體資料寬度，按照位元組存盤
DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 記憶體遞增，每次串口收到資料存在記憶體中，下次收到自動存盤在記憶體的下一個位置
DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 正常模式
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_BASE + 0x04; // 外設的基地址，串口的資料暫存器
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外設的資料寬度，按照位元組存盤，與記憶體的資料寬度一致
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 接收只有一個資料暫存器 RDR，所以外設地址不遞增
DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 優先級
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStruct);
// TX DMA1 通道4
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 0; // 發送緩沖區的大小，初始化為0不發送
DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 發送是方向是外設到記憶體，外設作為目的地
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr =(uint32_t)uart1SendData; // 發送記憶體地址，從哪里發送
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStruct);
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx | USART_DMAReq_Rx, ENABLE);// 使能DMA串口發送和接受請求
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); // 使能接收
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); // 禁止發送
}
/* 清除DMA的傳輸數量暫存器 */
void uart1DmaClear(void)
{
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); // 關閉 DMA1_Channel5 通道
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, sizeof(uart1RecvData)); // 重新寫入要傳輸的資料數量
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); // 使能 DMA1_Channel5 通道
}
/* 串口1發送陣列 */
void uart1SendArray(uint8_t *arr, uint8_t len)
{
if(len == 0) // 判斷長度是否有效
return;
uint8_t sendLen = len>sizeof(uart1SendData) ? sizeof(uart1SendData) : len; // 防止越界
/************ ↓ RS485 相關 ↓ ************/
Uart1TxEnable(); // 使能發送
/************ ↑ RS485 相關 ↑ ************/
while (DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4)); // 檢查DMA發送通道內是否還有資料
if(arr)
memcpy(uart1SendData, arr, sendLen);
// DMA發送資料-要先關 設定發送長度 開啟DMA
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4, sendLen); // 重新寫入要傳輸的資料數量
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); // 啟動DMA發送
}
1.2 uart_dma.h
#ifndef _UART_DAM_H_
#define _UART_DMA_H_
#include <stdint.h>
#define UART1_TX_PORT GPIOA
#define UART1_TX_PIN GPIO_Pin_9
#define UART1_RX_PORT GPIOA
#define UART1_RX_PIN GPIO_Pin_10
#define UART1_EN_PORT GPIOD
#define UART1_EN_PIN GPIO_Pin_1
#define BAUD_RATE (9600)
extern uint8_t uart1RecvData[32];
extern uint8_t uart1RecvFlag;
extern uint8_t uart1RecvLen;
extern uint8_t uart1SendFlag;
void Uart1GpioInit(void);
void Uart1Config(void);
void uart1DmaClear(void);
void uart1SendArray(uint8_t *arr, uint8_t len);
/************ ↓ RS485 相關 ↓ ************/
void Uart1RxEnable(void);
void Uart1TxEnable(void);
/************ ↑ RS485 相關 ↑ ************/
#endif /* uart_dma.h */
1.3 main.c
#include "uart_dma.h"
#include "misc.h"
int main()
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 設定中斷優先級分組
/************ ↓ RS485 相關 ↓ ************/
SysTickInit(); // 嘀嗒計時器初始化，沒用485可以省去
/************ ↑ RS485 相關 ↑ ************/
Uart1GpioInit(); // 串口GPIO初始化
Uart1Config(); // 串口和DMA配置
while(1)
{
if(uart1RecvFlag == 1) // 接收到資料
{
uart1RecvFlag = 0; // 接收標志清空
uart1DmaClear(); // 清空DMA接收通道
uart1SendArray(uart1RecvData, uart1RecvLen); // 使用DMA發送資料
memset(uart1RecvData, '\0', sizeof(uart1RecvData)); // 清空接識訓沖區
}
if(uart1SendFlag == 1)
{
uart1SendFlag = 0; // 清空發送標志
Uart1RxEnable(); // 發送完成打開接收
}
}
}
1.4 stm32f10x_it.c
#include "stm32f10x_it.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "stm32f10x_dma.h"
#include "uart_dma.h"
void USART1_IRQHandler(void) // 串口1 的中斷處理函式
{
uint8_t clear;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET) // 空閑中斷
{
clear = USART1->SR; // 清除空閑中斷
clear = USART1->DR; // 清除空閑中斷
uart1RecvFlag = 1; // 置接收標志位
uart1RecvLen = sizeof(uart1RecvData) - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);// 總的buf長度減去剩余buf長度，得到接收到資料的長度
}
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) != RESET) // 發送完成
{
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC); // 清除完成標記
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); // 關閉DMA
uart1SendFlag = 1; // 設定發送完成標志位
}
}
1.5 效果演示
本文使用的是串口采用DMA空閑中斷接收不定長的資料，收到后將收到的資料使用DMA發送出去，采用串口除錯助手進行除錯，效果如下：可以看到當資料超過定義的最大資料（本例是32個位元組）后，接收只能接收到32個資料，其他的資料將被丟棄，
1.6 知識補充
1.6.1 外設的基地址
本文外設到基地址定義的是 USART1_BASE + 0x04，為什么是這個呢？查看STM32的參考手冊，找到串口章節，查找USART暫存器地址映象如下圖：可以看到資料暫存器是串口基地址暫存器偏移 0x04 后的位置，串口1基地址的宏定義可以在 stm32f10x.h 中找到，如下圖，
1.6.2 空閑中斷清除
產生空閑中斷后，先讀SR，再讀DR可以清除空閑中斷標志位，見下圖（手冊串口章節 25.6.1 狀態暫存器(USART_SR)），
1.6.3 DMA傳輸數量
查看手冊，DMA傳輸數量暫存器里的值表示剩余待傳輸的位元組數，因此在 it.c 中使用 定義的總數-暫存器中的數值=表示收到的個數，這個地方需要特別注意，否則會計算錯收到的位元組數，
還有一點，每次接收完成之后為了使下次的接收是從記憶體中的下標0還是存盤，需要重新寫入要傳輸的資料數量，否則下次直接接著上次傳輸的位置開始接收存盤，發送時也一樣，見代碼 uart_dma.c 中的127–129行和149–151行，
如果注釋掉128行，每次不重新寫入傳輸數量暫存器，演示結果如下：從結果可以看出如果注釋掉128行，那么DMA往接識訓沖區搬運資料時下標將從上次結束的位置作為起始位置【因為此時傳輸數量暫存器的值不是0，是32-7】，前面是’/0’ 是因為每次接收完成后都將接識訓沖區清空，所以每次接收一幀資料之后都要將 傳輸數量暫存器清0,
在DMA學習程序中有什么問題，歡迎一起交流，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/219929.html
標籤：python
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