STM32 USART 串口 DMA 接收和发送的源码详解
出处：eefocus 发布于：2018-07-24 14:15:39
硬件平台：STM32F103ZET6；
开发环境：KEIL 4；
先说说应用通讯模式，串口终端的工作方式和迪文屏差不多，终端被动接受MCU发的指令，终端会偶尔主动发送一些数据给MCU（像迪文屏的触摸信息上传）。
串口DMA发送：
发送数据的流程：
前台程序中有数据要发送，则需要做如下几件事
1. 在数据发送缓冲区内放好要发送的数据，说明：此数据缓冲区的首地址必须要在DMA初始化的时候写入到DMA配置中去。
2. 将数据缓冲区内要发送的数据字节数赋值给发送DMA通道，（串口发送DMA和串口接收DAM不是同一个DMA通道）
3. 开启DMA，一旦开启，则DMA开始发送数据，说明一下：在KEIL调试好的时候，DMA和调试是不同步的，即不管Keil 是什么状态，DMA总是发送数据。
4. 等待发送完成标志位，即下面的终端服务函数中的第3点设置的标志位。或者根据自己的实际情况来定，是否要一直等待这个标志位，也可以通过状态机的方式来循环查询也可以。或者其他方式。
判断数据发送完成：
启动DMA并发送完后，产生DMA发送完成中断，在中断函数中做如下几件事：
1. 清DMA发送完成中断标志位
2. 关闭串口发送DMA通道
3. 给前台程序设置一个软件标志位，说明数据已经发送完毕
串口DMA接收：
接收数据的流程：
串口接收DMA在初始化的时候就处于开启状态，一直等待数据的到来，在软件上无需做任何事情，只要在初始化配置的时候设置好配置就可以了。
判断数据数据接收完成：
这里判断接收完成是通过串口空闲中断的方式实现，即当串口数据流停止后，就会产生IDLE中断。这个中断里面做如下几件事：
1. 关闭串口接收DMA通道，2点原因：1.防止后面又有数据接收到，产生干扰。2.便于DMA的重新配置赋值，下面第4点。
2. 清除DMA 所有标志位
3. 从DMA寄存器中获取接收到的数据字节数
4. 重新设置DMA下次要接收的数据字节数，注意，这里是给DMA寄存器重新设置接收的计数值，这个数量只能大于或者等于可能接收的字节数，否则当DMA接收计数器递减到0的时候，又会重载这个计数值，重新循环递减计数，所以接收缓冲区的数据则会被覆盖丢失。
5. 开启DMA通道，等待下的数据接收，注意，对DMA的相关寄存器配置写入，如第4条的写入计数值，必须要在关闭DMA的条件进行，否则操作无效。
说明一下，STM32的IDLE的中断在串口无数据接收的情况下，是不会一直产生的，产生的条件是这样的，当清除IDLE标志位后，必须有接收到个数据后，才开始触发，一断接收的数据断流，没有接收到数据，即产生IDLE中断。
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 ); // 开启串口所在IO端口的时钟
/* Enable USART Clock */
RCC_APB1PeriphClockCmd(LUMMOD_UART_CLK, ENABLE); // 开始串口时钟
//=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; // 发送DMA通道的中断配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 优先级设置
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; // 串口中断配置
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); // 我这里没有用默认IO口，所以进行了重新映射，这个可以根据自己的硬件情况配置选择
/* Configure USART3 Rx as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 串口接收IO口的设置
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; // 串口发送IO口的设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 这里设置成复用形式的推挽输出
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; // 波特率设置
USART_Init(LUMMOD_UART, &USART_InitStructure);
/* Enable USART3 Receive and Transmit interrupts */
USART_ITConfig(LUMMOD_UART, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 开启 串口空闲IDEL 中断
/* Enable the USART3 */
USART_Cmd(LUMMOD_UART, ENABLE); // 开启串口
/* Enable USARTy DMA TX request */
USART_DMACmd(LUMMOD_UART, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); // 开启串口DMA发送
USART_DMACmd(LUMMOD_UART, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); // 开启串口DMA接收
}
void DMA_Uart_Init(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
/* DMA clock enable */
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 开启DMA1时钟
//=DMA_Configuration==============================================================================//
/*--- LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel DMA Config ---*/
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 关DMA通道
DMA_
DMA_DeInit(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel); // 恢复缺省值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&LUMMOD_UART->DR);// 设置串口发送数据寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)LumMod_Tx_Buf; // 设置发送缓冲区首地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 设置外设位目标，内存缓冲区 ->外设寄存器
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LUMMOD_TX_BSIZE; // 需要发送的字节数，这里其实可以设置为0，因为在实际要发送的时候，会重新设置次值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不做增加调整，调整不调整是DMA自动实现的
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存缓冲区地址增加调整
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据宽度8位，1个字节
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据宽度8位，1个字节
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 单次传输模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; // 优先级设置
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 关闭内存到内存的DMA模式
DMA_Init(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, &DMA_InitStructure); // 写入配置
DMA_ClearFlag(LUMMOD_UART_Tx_DMA_FLAG); // 清除DMA所有标志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 关闭DMA
DMA_ITConfig(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DMA_IT_TC, ENABLE); // 开启发送DMA通道中断
/*--- LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel DMA Config ---*/
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, DISABLE); // 关DMA通道
DMA_DeInit(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel); // 恢复缺省值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&LUMMOD_UART->DR);// 设置串口接收数据寄存器
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)LumMod_Rx_Buf; // 设置接收缓冲区首地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 设置外设为数据源，外设寄存器 -> 内存缓冲区
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LUMMOD_RX_BSIZE; // 需要可能接收到的字节数
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不做增加调整，调整不调整是DMA自动实现的
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存缓冲区地址增加调整
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据宽度8位，1个字节
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据宽度8位，1个字节
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 单次传输模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; // 优先级设置
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 关闭内存到内存的DMA模式
DMA_Init(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, &DMA_InitStructure); // 写入配置
DMA_ClearFlag(LUMMOD_UART_Rx_DMA_FLAG); // 清除DMA所有标志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); // 开启接收DMA通道，等待接收数据
}
void BSP_Init(void)
{
Uart_Init();
}
//============================================================//
DMA 发送应用源码
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); // 清除标志
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, DISABLE); // 关闭DMA通道
OSMboxPost(mbLumModule_Tx, (void*)1); // 设置标志位，这里我用的是UCOSII ，可以根据自己的需求进行修改
}
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; // 设置要发送的字节数目
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Tx_DMA_Channel, ENABLE); //开始DMA发送
}
//============================================================//
DMA 接收应用源码
void USART3_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET) // 空闲中断
{
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); // 关闭DMA ，防止干扰
DMA_ClearFlag( LUMMOD_UART_Rx_DMA_FLAG ); // 清DMA标志位
LumMod_Rx_Data.index = LUMMOD_RX_BSIZE - DMA_GetCurrDataCounter(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel); //获得接收到的字节数
LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel->CNDTR = LUMMOD_RX_BSIZE; // 重新赋值计数值，必须大于等于可能接收到的数据帧数目
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); /* DMA 开启，等待数
DMA_Cmd(LUMMOD_UART_Rx_DMA_Channel, ENABLE); /* DMA 开启，等待数据。注意，如果中断发送数据帧的速率很快，MCU来不及处理此次接收到的数据，中断又发来数据的话，这里不能开启，否则数据会被覆盖。有2种方式解决。
1. 在重新开启接收DMA通道之前，将LumMod_Rx_Buf缓冲区里面的数据复制到另外一个数组中，然后再开启DMA，然后马上处理复制出来的数据。
2. 建立双缓冲，在LumMod_Uart_DMA_Rx_Data函数中，重新配置DMA_MemoryBaseAddr 的缓冲区地址，那么下次接收到的数据就会保存到新的缓冲区中，不至于被覆盖。*/
OSMboxPost(mbLumModule_Rx, LumMod_Rx_Buf); // 发送接收到新数据标志，供前台程序查询
}
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