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STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

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01、概述

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(shí)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(gè)字節(jié)需要中斷1000次,頻繁中斷就意味著會(huì)打斷其他代碼的執(zhí)行,對(duì)一些應(yīng)用場(chǎng)景是不允許的。這個(gè)時(shí)候,使用DMA+串口的組合就可以很好解決這個(gè)問題。

STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

DMA每個(gè)數(shù)據(jù)流有8個(gè)通道,每個(gè)通道映射到不同外設(shè),這有利于針對(duì)不同的產(chǎn)品配置不同的DMA外設(shè)請(qǐng)求。

每個(gè)數(shù)據(jù)流只能配置為映射到一個(gè)通道,無法配置為映射到多個(gè)通道。即,與數(shù)據(jù)流不同,每個(gè)DMA控制器可以同時(shí)配置多個(gè)數(shù)據(jù)流(因?yàn)橛兄俨闷鳎?,但每個(gè)數(shù)據(jù)流不能同時(shí)配置多個(gè)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(cè)中可以查到,USART1的發(fā)送和接收都是支持DMA的,使用的是DMA2.

STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

接下來我們循序漸進(jìn)了解DMA在串口中的應(yīng)用

02、DMA接收

我們先配置DMA,將DMA外設(shè)和串口聯(lián)動(dòng)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(qǐng)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(qǐng)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(chǔ)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(jí):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(chǔ)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(duì)應(yīng)的DMA配置,在手冊(cè)有一小章節(jié)講解到。

STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

需要配置的寄存器是USART_CR3寄存器。

STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

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(duì)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(gè)問題,我們還需要及時(shí)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(shí)性。我們使用DMA和串口兩個(gè)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(shí),會(huì)產(chǎn)生中斷通知CPU取數(shù)據(jù)。

但這有個(gè)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(huì)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(shí)響應(yīng)。

那么我們采用串口中斷是一個(gè)不錯(cuò)的方案。串口提供了一個(gè)空閑中斷,“似乎”就是為了DMA專門使用的。

STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

當(dāng)串口接收一包數(shù)據(jù),接收完最后一個(gè)字節(jié),沒有數(shù)據(jù)接收時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷,這個(gè)時(shí)候,CPU就可以取數(shù)據(jù)。

串口的配置知識(shí)不再講解,不太懂的同學(xué)請(qǐng)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(gè)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

 STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)

 這一點(diǎn)很坑人,注意。

以上是“STM32如何使用DMA接收串口數(shù)據(jù)”這篇文章的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!相信大家都有了一定的了解,希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助,如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí),歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道!


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