STM32如何使用DMA接收串口数据
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01、概述
在串口讲解的文章中,示例代码采用中断方式接收和发送数据,中断的好处在于可以及时响应,快速接收到数据,但缺点也很明显,那就是频繁中断,接收1000个字节需要中断1000次,频繁中断就意味着会打断其他代码的执行,对一些应用场景是不允许的。这个时候,使用DMA+串口的组合就可以很好解决这个问题。
DMA每个数据流有8个通道,每个通道映射到不同外设,这有利于针对不同的产品配置不同的DMA外设请求。
每个数据流只能配置为映射到一个通道,无法配置为映射到多个通道。即,与数据流不同,每个DMA控制器可以同时配置多个数据流(因为有仲裁器),但每个数据流不能同时配置多个通道(因为只有选择器)。
我们使用USART1串口外设,从数据手册中可以查到,USART1的发送和接收都是支持DMA的,使用的是DMA2.
接下来我们循序渐进了解DMA在串口中的应用
02、DMA接收
我们先配置DMA,将DMA外设和串口联动起来。首先需要配置DMA。
DMA配置这一块不再详解,不太懂的同学请看文章《STM32DMA详解》,这里我们直接贴代码。
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请求发出通道 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;//配置外设地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)UART_Buffer;//配置存储器地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;//传输方向配置 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = (uint32_t)32;//传输大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//memory地址自增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设地址数据单位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//memory地址数据单位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//DMA模式:正常模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//优先级:高 DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//FIFO 模式不使能. DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;// FIFO 阈值选择 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存储器突发模式选择,可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外设突发模式选择,可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。 DMA_Init(DMA2_Stream2, &DMA_InitStructure); /* DMA Stream enable */ DMA_Cmd(DMA2_Stream2, ENABLE); }
除了配置DMA外设外,我们还需要配置串口对应的DMA配置,在手册有一小章节讲解到。
需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。
我们可以通过配置USART_CR3寄存器的bit6和bit7使能串口发送和接收DMA。ST的标准外设库同样提供了对应的外设库。
void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)
通过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、中断
我们使用DMA+串口解决了频繁中断的问题,但现在有一个问题,我们还需要及时将接收的数据信息通知CPU,以便达到数据的及时性。我们使用DMA和串口两个外设,他们都有自己的中断。
使用DMA中断,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);
当DMA接收完毕时,会产生中断通知CPU取数据。
但这有个明显的缺陷:串口接收一包数据,长度如果小于DMA的缓冲长度,那么久不能触发中断,只能等DMA接收满数据才会产生中断,如果下一包数据迟迟不来,那么这一包就不能被及时响应。
那么我们采用串口中断是一个不错的方案。串口提供了一个空闲中断,“似乎”就是为了DMA专门使用的。
当串口接收一包数据,接收完最后一个字节,没有数据接收时,会产生一个中断,这个时候,CPU就可以取数据。
串口的配置知识不再讲解,不太懂的同学请看《STM32串口详解》,串口空闲中断配置如下
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);
串口中断代码如下
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标志 } }
重点:这里有一个坑!!!
清除空闲中断位的代码是
temp = USART1->SR; temp = USART1->DR; //清USART_IT_IDLE标志
证据如下
这一点很坑人,注意。
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