串口DMA很难？让我来说不！！！

li1229574727 · 发表于 2020-5-15 01:48:09

本帖最后由 li1229574727 于 2020-5-15 02:02 编辑

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的数据传输

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！

//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
u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_TX_LEN]; //发送缓冲,最大USART2_MAX_TX_LEN字节
u8 u1rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN]; //发送数据缓冲区1
u8 u2rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN]; //发送数据缓冲区2
u8 witchbuf=0; //标记当前使用的是哪个缓冲区,0：使用u1rxbuf；1：使用u2rxbuf
u8 USART2_TX_FLAG=0; //USART2发送标志，启动发送时置1
u8 USART2_RX_FLAG=0; //USART2接收标志，启动接收时置1

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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。

void DMA1_USART2_Init(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA1_Init;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); //使能DMA1时钟
//DMA_USART2_RX USART2->RAM的数据传输
DMA_DeInit(DMA1_Channel6); //将DMA的通道6寄存器重设为缺省值
DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR); //启动传输前装入实际RAM地址
DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf; //设置接收缓冲区首地址
DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //数据传输方向，从外设读取到内存
DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_RX_LEN; //DMA通道的DMA缓存的大小
DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式
DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有高优先级
DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
DMA_Init(DMA1_Channel6,&DMA1_Init); //对DMA通道6进行初始化
//DMA_USART2_TX RAM->USART2的数据传输
DMA_DeInit(DMA1_Channel7); //将DMA的通道7寄存器重设为缺省值
DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR); //启动传输前装入实际RAM地址
DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART2_TX_BUF; //设置发送缓冲区首地址
DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向，从内存发送到外设
DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_TX_LEN; //DMA通道的DMA缓存的大小
DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式
DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有高优先级
DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
DMA_Init(DMA1_Channel7,&DMA1_Init); //对DMA通道7进行初始化
//DMA1通道6 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel6_IRQn; //NVIC通道设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ; //抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
//DMA1通道7 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel7_IRQn; //NVIC通道设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ; //抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
DMA_ITConfig(DMA1_Channel6,DMA_IT_TC,ENABLE); //开USART2 Rx DMA中断
DMA_ITConfig(DMA1_Channel7,DMA_IT_TC,ENABLE); //开USART2 Tx DMA中断
DMA_Cmd(DMA1_Channel6,ENABLE); //使DMA通道6停止工作
DMA_Cmd(DMA1_Channel7,DISABLE); //使DMA通道7停止工作
USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); //开启串口DMA发送
USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); //开启串口DMA接收
}

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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。

void Initial_UART2(unsigned long baudrate)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART2，GPIOA时钟
//USART2_TX GPIOA.2初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //GPIO速率50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.2
//USART2_RX GPIOA.3初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //PA.3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.3
//USART 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate; //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(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
//中断开启设置
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE); //开启检测串口空闲状态中断
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC); //清除USART2标志位
USART_Cmd(USART2, ENABLE); //使能串口2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; //NVIC通道设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8; //抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
DMA1_USART2_Init(); //DMA1_USART2初始化
}

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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