STM32使用DMA接收串口數(shù)據(jù)
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。
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個字節(jié)需要中斷1000次，頻繁中斷就意味著會打斷其他代碼的執(zhí)行，對一些應(yīng)用場景是不允許的。這個時候，使用DMA+串口的組合就可以很好解決這個問題。
DMA每個數(shù)據(jù)流有8個通道，每個通道映射到不同外設(shè)，這有利于針對不同的產(chǎn)品配置不同的DMA外設(shè)請求。
每個數(shù)據(jù)流只能配置為映射到一個通道，無法配置為映射到多個通道。即，與數(shù)據(jù)流不同，每個DMA控制器可以同時配置多個數(shù)據(jù)流(因?yàn)橛兄俨闷?，但每個數(shù)據(jù)流不能同時配置多個通道(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)動起來。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：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應(yīng)的DMA配置，在手冊有一小章節(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)庫同樣提供了對應(yīng)的外設(shè)庫。
- void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)
通過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題，但現(xiàn)在有一個問題，我們還需要及時將接收的數(shù)據(jù)信息通知CPU，以便達(dá)到數(shù)據(jù)的及時性。我們使用DMA和串口兩個外設(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，會產(chǎn)生中斷通知CPU取數(shù)據(jù)。
但這有個明顯的缺陷：串口接收一包數(shù)據(jù)，長度如果小于DMA的緩沖長度，那么久不能觸發(fā)中斷，只能等DMA接收滿數(shù)據(jù)才會產(chǎn)生中斷，如果下一包數(shù)據(jù)遲遲不來，那么這一包就不能被及時響應(yīng)。
那么我們采用串口中斷是一個不錯的方案。串口提供了一個空閑中斷，“似乎”就是為了DMA專門使用的。
當(dāng)串口接收一包數(shù)據(jù)，接收完最后一個字節(jié)，沒有數(shù)據(jù)接收時，會產(chǎn)生一個中斷，這個時候，CPU就可以取數(shù)據(jù)。
串口的配置知識不再講解，不太懂的同學(xué)請看《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源的，Keil和IAR的工程都有
- 33-USART-DMA-Receive DMA串口接收(沒有使用中斷)
- 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和工程代碼開源地址：
https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6
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