STM32 USART 串口 DMA 接收和發(fā)送的源碼詳解
硬件平臺：STM32F103ZET6;
開發(fā)環(huán)境：KEIL 4;
先說說應用通訊模式，串口終端的工作方式和迪文屏差不多，終端被動接受MCU發(fā)的指令，終端會偶爾主動發(fā)送一些數(shù)據(jù)給MCU(像迪文屏的觸摸信息上傳)。
串口DMA發(fā)送：
發(fā)送數(shù)據(jù)的流程：
前臺程序中有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則需要做如下幾件事
1. 在數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)放好要發(fā)送的數(shù)據(jù)，說明：此數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的首地址必須要在DMA初始化的時候?qū)懭氲紻MA配置中去。
2. 將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)要發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)賦值給發(fā)送DMA通道，(串口發(fā)送DMA和串口接收DAM不是同一個DMA通道)
3. 開啟DMA，一旦開啟，則DMA開始發(fā)送數(shù)據(jù)，說明一下：在KEIL調(diào)試好的時候，DMA和調(diào)試是不同步的，即不管Keil 是什么狀態(tài)，DMA總是發(fā)送數(shù)據(jù)。
4. 等待發(fā)送完成標志位，即下面的終端服務函數(shù)中的第3點設置的標志位。或者根據(jù)自己的實際情況來定，是否要一直等待這個標志位，也可以通過狀態(tài)機的方式來循環(huán)查詢也可以?；蛘咂渌绞健?/p>
判斷數(shù)據(jù)發(fā)送完成：
啟動DMA并發(fā)送完后，產(chǎn)生DMA發(fā)送完成中斷，在中斷函數(shù)中做如下幾件事：
1. 清DMA發(fā)送完成中斷標志位
2. 關閉串口發(fā)送DMA通道
3. 給前臺程序設置一個軟件標志位，說明數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢
串口DMA接收：
接收數(shù)據(jù)的流程：
串口接收DMA在初始化的時候就處于開啟狀態(tài)，一直等待數(shù)據(jù)的到來，在軟件上無需做任何事情，只要在初始化配置的時候設置好配置就可以了。
判斷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)接收完成：
這里判斷接收完成是通過串口空閑中斷的方式實現(xiàn)，即當串口數(shù)據(jù)流停止后，就會產(chǎn)生IDLE中斷。這個中斷里面做如下幾件事：
1. 關閉串口接收DMA通道，2點原因：1.防止后面又有數(shù)據(jù)接收到，產(chǎn)生干擾。2.便于DMA的重新配置賦值，下面第4點。
2. 清除DMA 所有標志位
3. 從DMA寄存器中獲取接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)
4. 重新設置DMA下次要接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，注意，這里是給DMA寄存器重新設置接收的計數(shù)值，這個數(shù)量只能大于或者等于可能接收的字節(jié)數(shù)，否則當DMA接收計數(shù)器遞減到0的時候，又會重載這個計數(shù)值，重新循環(huán)遞減計數(shù)，所以接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)則會被覆蓋丟失。
5. 開啟DMA通道，等待下一次的數(shù)據(jù)接收，注意，對DMA的相關寄存器配置寫入，如第4條的寫入計數(shù)值，必須要在關閉DMA的條件進行，否則操作無效。
說明一下，STM32的IDLE的中斷在串口無數(shù)據(jù)接收的情況下，是不會一直產(chǎn)生的，產(chǎn)生的條件是這樣的，當清除IDLE標志位后，必須有接收到第一個數(shù)據(jù)后，才開始觸發(fā)，一斷接收的數(shù)據(jù)斷流，沒有接收到數(shù)據(jù)，即產(chǎn)生IDLE中斷。
USART 和 DMA 硬件初始化配置
/*--- LumModule Usart Config ---------------------------------------*/
#define LUMMOD_UART USART3
#define LUMMOD_UART_GPIO GPIOC
#define LUMMOD_UART_CLK RCC_APB1Periph_USART3
#define LUMMOD_UART_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC
#define LUMMOD_UART_RxPin GPIO_Pin_11
#define LUMMOD_UART_TxPin GPIO_Pin_10
#define LUMMOD_UART_IRQn USART3_IRQn
#define LUMMOD_UART_DR_Base (USART3_BASE + 0x4) //0x40013804
#define LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel DMA1_Channel2
#define LUMMOD_UART_Tx_DMA_FLAG DMA1_FLAG_GL2//DMA1_FLAG_TC2 | DMA1_FLAG_TE2
#define LUMMOD_UART_Tx_DMA_IRQ DMA1_Channel2_IRQn
#define LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel DMA1_Channel3
#define LUMMOD_UART_Rx_DMA_FLAG DMA1_FLAG_GL3//DMA1_FLAG_TC3 | DMA1_FLAG_TE3
#define LUMMOD_UART_Rx_DMA_IRQ DMA1_Channel3_IRQn
void Uart_Init(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* System Clocks Configuration */
//= System Clocks Configuration ====================================================================//
/* Enable GPIO clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(LUMMOD_UART_GPIO_CLK , ENABLE ); // 開啟串口所在IO端口的時鐘
/* Enable USART Clock */
RCC_APB1PeriphClockCmd(LUMMOD_UART_CLK, ENABLE); // 開始串口時鐘
//=NVIC_Configuration==============================================================================//
/* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_3);
/* Enable the DMA Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = LUMMOD_UART_Tx_DMA_IRQ; // 發(fā)送DMA通道的中斷配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 優(yōu)先級設置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* Enable the USART Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = LUMMOD_UART_IRQn; // 串口中斷配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//=GPIO_Configuration==============================================================================//
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_USART3, ENABLE); // 我這里沒有用默認IO口，所以進行了重新映射，這個可以根據(jù)自己的硬件情況配置選擇
/* Configure USART3 Rx as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 串口接收IO口的設置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LUMMOD_UART_RxPin;
GPIO_Init(LUMMOD_UART_GPIO, &GPIO_InitStructure);
/* Configure USART3 Tx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 串口發(fā)送IO口的設置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 這里設置成復用形式的推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LUMMOD_UART_TxPin;
GPIO_Init(LUMMOD_UART_GPIO, &GPIO_InitStructure);
DMA_Uart_Init(); // 串口 DMA 配置
/* USART Format configuration ------------------------------------------------------*/
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 串口格式配置
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
/* Configure USART3 */
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; // 波特率設置
USART_Init(LUMMOD_UART, &USART_InitStructure);
/* Enable USART3 Receive and Transmit interrupts */
USART_ITConfig(LUMMOD_UART, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 開啟 串口空閑IDEL 中斷
/* Enable the USART3 */
USART_Cmd(LUMMOD_UART, ENABLE); // 開啟串口
/* Enable USARTy DMA TX request */
USART_DMACmd(LUMMOD_UART, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); // 開啟串口DMA發(fā)送
USART_DMACmd(LUMMOD_UART, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); // 開啟串口DMA接收
}
void DMA_Uart_Init(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
/* DMA clock enable */
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 開啟DMA1時鐘
//=DMA_Configuration==============================================================================//
/*--- LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel DMA Config ---*/
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 關DMA通道
DMA_
DMA_DeInit(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel); // 恢復缺省值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&LUMMOD_UART->DR);// 設置串口發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)LumMod_Tx_Buf; // 設置發(fā)送緩沖區(qū)首地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 設置外設位目標，內(nèi)存緩沖區(qū) ->外設寄存器
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LUMMOD_TX_BSIZE; // 需要發(fā)送的字節(jié)數(shù)，這里其實可以設置為0，因為在實際要發(fā)送的時候，會重新設置次值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外設地址不做增加調(diào)整，調(diào)整不調(diào)整是DMA自動實現(xiàn)的
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 內(nèi)存緩沖區(qū)地址增加調(diào)整
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外設數(shù)據(jù)寬度8位，1個字節(jié)
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 內(nèi)存數(shù)據(jù)寬度8位，1個字節(jié)
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 單次傳輸模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; // 優(yōu)先級設置
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 關閉內(nèi)存到內(nèi)存的DMA模式
DMA_Init(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, &DMA_InitStructure); // 寫入配置
DMA_ClearFlag(LUMMOD_UART_Tx_DMA_FLAG); // 清除DMA所有標志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 關閉DMA
DMA_ITConfig(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DMA_IT_TC, ENABLE); // 開啟發(fā)送DMA通道中斷
/*--- LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel DMA Config ---*/
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, DISABLE); // 關DMA通道
DMA_DeInit(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel); // 恢復缺省值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&LUMMOD_UART->DR);// 設置串口接收數(shù)據(jù)寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)LumMod_Rx_Buf; // 設置接收緩沖區(qū)首地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 設置外設為數(shù)據(jù)源，外設寄存器 -> 內(nèi)存緩沖區(qū)
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LUMMOD_RX_BSIZE; // 需要最大可能接收到的字節(jié)數(shù)
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外設地址不做增加調(diào)整，調(diào)整不調(diào)整是DMA自動實現(xiàn)的
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 內(nèi)存緩沖區(qū)地址增加調(diào)整
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外設數(shù)據(jù)寬度8位，1個字節(jié)
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 內(nèi)存數(shù)據(jù)寬度8位，1個字節(jié)
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 單次傳輸模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; // 優(yōu)先級設置
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 關閉內(nèi)存到內(nèi)存的DMA模式
DMA_Init(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, &DMA_InitStructure); // 寫入配置
DMA_ClearFlag(LUMMOD_UART_Rx_DMA_FLAG); // 清除DMA所有標志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); // 開啟接收DMA通道，等待接收數(shù)據(jù)
}
void BSP_Init(void)
{
Uart_Init();
}
//============================================================//
DMA 發(fā)送應用源碼
void DMA1_Channel2_IRQHandler(void)
{
if(DMA_GetITStatus(DMA1_FLAG_TC2))
{
LumMod_Uart_DAM_Tx_Over();
}
}
void LumMod_Uart_DAM_Tx_Over(void)
{
DMA_ClearFlag(LUMMOD_UART_Tx_DMA_FLAG); // 清除標志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 關閉DMA通道
OSMboxPost(mbLumModule_Tx, (void*)1); // 設置標志位，這里我用的是UCOSII ，可以根據(jù)自己的需求進行修改
}
void LumMod_Cmd_WriteParam( uint8 sample_num, uint8 *psz_pa
ram )
{
uint8 err;
uint8 LumMod_Tx_Index ;
LumMod_Tx_Index = 0;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 1;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 2;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 3;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 4;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 5;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 6;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 7;
LumMod_Tx_Buf[LumMod_Tx_Index++] = 8;
LumMod_Uart_Start_DMA_Tx( LumMod_Tx_Index );
OSMboxPend(mbLumModule_Tx, 0, &err);
}
void LumMod_Uart_Start_DMA_Tx(uint16_t size)
{
LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel->CNDTR = (uint16_t)size; // 設置要發(fā)送的字節(jié)數(shù)目
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, ENABLE); //開始DMA發(fā)送
}
//============================================================//
DMA 接收應用源碼
void USART3_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET) // 空閑中斷
{
LumMod_Uart_DMA_Rx_Data();
USART_ReceiveData( USART3 ); // Clear IDLE interrupt flag bit
}
}
void LumMod_Uart_DMA_Rx_Data(void)
{
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, DISABLE); // 關閉DMA ，防止干擾
DMA_ClearFlag( LUMMOD_UART_Rx_DMA_FLAG ); // 清DMA標志位
LumMod_Rx_Data.index = LUMMOD_RX_BSIZE - DMA_GetCurrDataCounter(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel); //獲得接收到的字節(jié)數(shù)
LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel->CNDTR = LUMMOD_RX_BSIZE; // 重新賦值計數(shù)值，必須大于等于最大可能接收到的數(shù)據(jù)幀數(shù)目
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); /* DMA 開啟，等待數(shù)
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); /* DMA 開啟，等待數(shù)據(jù)。注意，如果中斷發(fā)送數(shù)據(jù)幀的速率很快，MCU來不及處理此次接收到的數(shù)據(jù)，中斷又發(fā)來數(shù)據(jù)的話，這里不能開啟，否則數(shù)據(jù)會被覆蓋。有2種方式解決。
1. 在重新開啟接收DMA通道之前，將LumMod_Rx_Buf緩沖區(qū)里面的數(shù)據(jù)復制到另外一個數(shù)組中，然后再開啟DMA，然后馬上處理復制出來的數(shù)據(jù)。
2. 建立雙緩沖，在LumMod_Uart_DMA_Rx_Data函數(shù)中，重新配置DMA_MemoryBaseAddr 的緩沖區(qū)地址，那么下次接收到的數(shù)據(jù)就會保存到新的緩沖區(qū)中，不至于被覆蓋。*/
OSMboxPost(mbLumModule_Rx, LumMod_Rx_Buf); // 發(fā)送接收到新數(shù)據(jù)標志，供前臺程序查詢
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