硬件：stm32f103cbt6
軟件：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0

DMA，直接內(nèi)存存取，可以用它的雙手釋放CPU的靈魂，所以，本文通過(guò)USART3進(jìn)行串口收發(fā)，接受使用DMA的方式，無(wú)需CPU進(jìn)行干預(yù)，當(dāng)接受完成之后，數(shù)據(jù)可以直接從內(nèi)存的緩沖區(qū)讀取，從而減少了CPU的壓力。

具體的代碼實(shí)現(xiàn)如下：

usart_driver.h 封裝了接口，數(shù)據(jù)接收回調(diào)函數(shù)類型，基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等；

usart_driver.c 函數(shù)原型實(shí)現(xiàn)，中斷服務(wù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)等；

拷貝這兩個(gè)文件即可，可以根據(jù)目錄下的參考用例，進(jìn)行初始化。

頭文件usart_driver.h已經(jīng)聲明了外部函數(shù)可能用到的接口；

USART3_DR的地址

因?yàn)閁SART3接收到數(shù)據(jù)會(huì)存在DR寄存器中，而DMA控制器則負(fù)責(zé)將該寄存器中的內(nèi)容一一搬運(yùn)到內(nèi)存的緩沖區(qū)中（比如你定義的某個(gè)數(shù)組中），所以這里需要告訴DMA控制去哪里搬運(yùn)，因此需要設(shè)置USART3_DR的總線地址。

USART3的基址如下圖所示；

USART3的基址

DR寄存器的偏移地址如下圖所示；

DR偏移地址

所以最終地址為：0x40004800 + 0x004#define USART_DR_Base 0x40004804

DMA的通道

因?yàn)橛泻芏嗤庠O(shè)都可以使用DMA，比如ADC，I2C，SPI等等，所以，不同的外設(shè)就要選擇屬于自己的DMA通道，查找參考手冊(cè)；

DMA通道

因此USART3_RX在這里會(huì)使用DMA1的通道3，這都是硬件上已經(jīng)預(yù)先分配好的，我們需要遵循這個(gè)規(guī)則。所以在代碼中我們做出相應(yīng)的定義；如下所示；

#defineUSART_Rx_DMA_ChannelDMA1_Channel3

DMA的中斷

DMA支持三種中斷：傳輸過(guò)半，傳輸完成，傳輸出錯(cuò)；

DMA中斷

因此在使用是相當(dāng)安全也相當(dāng)靈活，而本文只是用了傳輸完成中斷；如下定義了，傳輸完成中斷的標(biāo)志位，DMA1_FLAG_TC3也就對(duì)應(yīng)了圖中的TCIF；

#defineUSART_Rx_DMA_FLAGDMA1_FLAG_TC3

USART接收回調(diào)函數(shù)

在STM32的HAL中封裝了大量外設(shè)的回調(diào)函數(shù)，使用起來(lái)十分方便，但是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中則沒(méi)有這樣的做法，但是這里我們可以自己實(shí)現(xiàn)，rx_cbk就是回調(diào)，即串口數(shù)據(jù)接收完成就會(huì)執(zhí)行已經(jīng)注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)；

typedefvoid(*rx_cbk)(void*args);

通過(guò)使用接口usart_set_rx_cbk進(jìn)行回調(diào)函數(shù)的注冊(cè)，pargs為將傳遞的參數(shù)指針；

voidusart_set_rx_cbk(uart_mod_t*pmod,rx_cbkpfunc,void*pargs);

頭文件源碼

#ifndefUSART_DRIVER_H #defineUSART_DRIVER_H #include #include /*Privatefunctionprototypes-----------------------------------------------*/ #defineUSE_MICROLIB_USART1 #ifUSE_MICROLIB_USART #ifdef__GNUC__ /*WithGCC/RAISONANCE,smallprintf(optionLDLinker->Libraries->Smallprintf setto'Yes')calls__io_putchar()*/ #definePUTCHAR_PROTOTYPEint__io_putchar(intch) #else #definePUTCHAR_PROTOTYPEintfputc(intch,FILE*f) //#defineGETCHAR_PROTOTYPEintfgetc(FILE*f) #endif/*__GNUC__*/ externPUTCHAR_PROTOTYPE; #else #endif //default8N1 #defineCOM_PORTUSART3 #defineTX_PINGPIO_Pin_10 #defineRX_PINGPIO_Pin_11 #defineBAUDRATE115200 #defineIRQ_UART_PRE3 #defineIRQ_UART_SUB3 #defineUSART_Rx_DMA_ChannelDMA1_Channel3 #defineUSART_Rx_DMA_FLAGDMA1_FLAG_TC3 #defineUSART_DR_Base0x40004804 #defineUSART_BUF_SIZE((uint16_t)16) typedefvoid(*rx_cbk)(void*args); structuart_mod{ uint8_trx_buf[USART_BUF_SIZE]; uint8_trx_dat_len; uint8_thead; uint8_ttail; void(*init)(void); void*pargs; rx_cbkpfunc_rx_cbk; }; typedefstructuart_moduart_mod_t; externuart_mod_tuser_uart_mod; voidusart_init(void); voidusart_set_rx_cbk(uart_mod_t*pmod,rx_cbkpfunc,void*pargs); voidusart_send_char(charch); voidusart_test_echo(void); uint8_tusart_recv_char(void); intusart_printf(constchar*fmt,...); //externGETCHAR_PROTOTYPE; #endif

DMA的基本配置

串口接收DMA的配置在函數(shù)dma_init中；

staticvoiddma_init(void)

已經(jīng)定義了數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，如下：

uint8_tRxBuffer[USART_BUF_SIZE]={0};

因此需要在DMA的配置中設(shè)置USART_DR的地址，和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的地址，以及兩者的大小；還有就是數(shù)據(jù)流向；

寄存器流向內(nèi)存；

內(nèi)存流向寄存器；這個(gè)需要搞清楚；相關(guān)配置如下所示；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=USART_DR_Base; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)RxBuffer; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=USART_BUF_SIZE; DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;

注意：DMA_DIR_PeripheralSRC表示，外設(shè)作為源地址，數(shù)據(jù)是從外設(shè)寄存器流向內(nèi)存，即DMA會(huì)把數(shù)據(jù)從地址USART_DR_Base搬運(yùn)到RxBuffer去。如果這個(gè)地方搞錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致RxBuffer始終沒(méi)有你想要的數(shù)據(jù)。

環(huán)形隊(duì)列接收數(shù)據(jù)

線性緩沖區(qū)會(huì)因?yàn)榫彌_器接收數(shù)據(jù)已滿導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)接收的問(wèn)題；而環(huán)形隊(duì)列進(jìn)行接收的話，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行覆蓋，這樣一來(lái)，在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，也要配置一個(gè)環(huán)形隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，下面的配置是把DMA配置為循環(huán)模式；

DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;

在結(jié)構(gòu)體user_uart_mod中，則用兩個(gè)變量分別指向隊(duì)首head和隊(duì)尾tail；具體數(shù)據(jù)的讀取在函數(shù)USART3_IRQHandler中，會(huì)把數(shù)據(jù)從內(nèi)存的RxBuffer讀取到結(jié)構(gòu)體user_uart_mod的成員變量rx_buf中；最終調(diào)用回調(diào)函數(shù)。

函數(shù)原型

usart_driver.c

#include #include #include"stm32f10x_usart.h" #include"usart_driver.h" uint8_tRxBuffer[USART_BUF_SIZE]={0}; uart_mod_tuser_uart_mod={ .rx_dat_len=0, .head=0, .tail=0, .pfunc_rx_cbk=NULL, .pargs=NULL }; staticUSART_InitTypeDefUSART_InitStructure; staticvoidrcc_init(void){ RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); /*EnableGPIOclock*/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); } staticvoidgpio_init(void){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; /*ConfigureUSARTTxasalternatefunctionpush-pull*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=TX_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); /*ConfigureUSARTRxasinputfloating*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=RX_PIN; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); } staticvoiddma_init(void){ DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure; /*USARTy_Tx_DMA_Channel(triggeredbyUSARTyTxevent)Config*/ DMA_DeInit(USART_Rx_DMA_Channel); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=USART_DR_Base; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)RxBuffer; //DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST; DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=USART_BUF_SIZE; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular; DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_VeryHigh; DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable; DMA_Init(USART_Rx_DMA_Channel,&DMA_InitStructure); } staticvoidirq_init(void){ NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure; /*EnabletheUSART3_IRQnInterrupt*/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=IRQ_UART_PRE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=IRQ_UART_SUB; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } voidusart_send_char(charch){ /*Loopuntiltheendoftransmission*/ //while(USART_GetFlagStatus(COM_PORT,USART_FLAG_TC)==RESET){} while((COM_PORT->SR&USART_FLAG_TC)!=USART_FLAG_TC){ } USART_SendData(COM_PORT,(uint8_t)ch); } uint8_tusart_recv_char(){ /*WaitthebyteisentirelyreceivedbyUSARTy*/ //while(USART_GetFlagStatus(COM_PORT,USART_FLAG_RXNE)==RESET){} while((COM_PORT->SR&USART_FLAG_RXNE)!=USART_FLAG_RXNE){ } /*StorethereceivedbyteintheRxBuffer1*/ return(uint8_t)USART_ReceiveData(COM_PORT); } intusart_printf(constchar*fmt,...) { uint8_ti=0; uint8_tusart_tx_buf[128]={0}; va_listap; va_start(ap,fmt); vsprintf((char*)usart_tx_buf,fmt,ap); va_end(ap); while(usart_tx_buf[i]&&ipargs=pargs; pmod->pfunc_rx_cbk=pfunc; } voidDMA1_Channel3_IRQHandler(void){ if(DMA_GetITStatus(USART_Rx_DMA_FLAG)==SET){ DMA_ClearITPendingBit(USART_Rx_DMA_FLAG); } } /** *@briefThisfunctionhandlesUSART3globalinterruptrequest. *@paramNone *@retvalNone */ voidUSART3_IRQHandler(void) { uint8_tbuf[USART_BUF_SIZE]; uint16_trect_len=0; if(USART_GetITStatus(COM_PORT,USART_IT_IDLE)!=RESET) { uint8_ti=0; USART_ReceiveData(COM_PORT); user_uart_mod.head=USART_BUF_SIZE-DMA_GetCurrDataCounter(USART_Rx_DMA_Channel); //fifoisnotfull while(user_uart_mod.head%USART_BUF_SIZE!=user_uart_mod.tail%USART_BUF_SIZE){ user_uart_mod.rx_buf[i++]=RxBuffer[user_uart_mod.tail++%USART_BUF_SIZE]; } user_uart_mod.rx_dat_len=i; //DMA_Cmd(USART_Rx_DMA_Channel,ENABLE); if(user_uart_mod.pfunc_rx_cbk!=NULL){ user_uart_mod.pfunc_rx_cbk(user_uart_mod.pargs); } } USART_ClearITPendingBit(COM_PORT,USART_IT_IDLE); //USART_ClearITPendingBit(COM_PORT,USART_IT_RXNE); } #ifUSE_MICROLIB_USART /** *@briefRetargetstheClibraryprintffunctiontotheUSART. *@paramNone *@retvalNone */ PUTCHAR_PROTOTYPE { /*Placeyourimplementationoffputchere*/ /*e.g.writeacharactertotheUSART*/ USART_SendData(COM_PORT,(uint8_t)ch); /*Loopuntiltheendoftransmission*/ while(USART_GetFlagStatus(COM_PORT,USART_FLAG_TC)==RESET) {} returnch; } #else #pragmaimport(__use_no_semihosting) struct__FILE { inthandle; }; FILE__stdout; int_sys_exit(intx) { x=x; return0; } intfputc(intch,FILE*f) { /*Placeyourimplementationoffputchere*/ /*e.g.writeacharactertotheUSART*/ USART_SendData(COM_PORT,(uint8_t)ch); /*Loopuntiltheendoftransmission*/ while(USART_GetFlagStatus(COM_PORT,USART_FLAG_TC)==RESET) {} returnch; } #endif

參考用例

這里需要調(diào)用usart_init，并設(shè)置回調(diào)函數(shù)，如果不設(shè)置，則不會(huì)執(zhí)行回調(diào)。

voidmotor_get_cmd_from_uart(void*pargs){ if(pargs==NULL){ return; } uart_mod_t*p=pargs; if(p->rx_dat_len>0&&p->rx_dat_len==PACKAGE_SIZE){ if(p->rx_buf[0]==PACKAGE_HEAD &&p->rx_buf[PACKAGE_SIZE-1]==PACKAGE_TAIL){ user_cmd_mod.head=p->rx_buf[0]; user_cmd_mod.cmd.value_n[0]=p->rx_buf[1]; user_cmd_mod.cmd.value_n[1]=p->rx_buf[2]; user_cmd_mod.option=p->rx_buf[3]; user_cmd_mod.data.value_n[0]=p->rx_buf[4]; user_cmd_mod.data.value_n[1]=p->rx_buf[5]; user_cmd_mod.data.value_n[2]=p->rx_buf[6]; user_cmd_mod.data.value_n[3]=p->rx_buf[7]; user_cmd_mod.tail=p->rx_buf[PACKAGE_SIZE-1]; user_cmd_mod.process_flag=1; } } p->rx_dat_len=0; } intmain(void){ usart_init(); usart_set_rx_cbk(&user_uart_mod,motor_get_cmd_from_uart,&user_uart_mod); }

總結(jié)

本文簡(jiǎn)單介紹了基于STM32基于DMA，利用串口空閑中斷進(jìn)行串口數(shù)據(jù)接收的具體配置和實(shí)現(xiàn)方法，代碼基于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)3.5版本；
因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)庫(kù)ST目前已經(jīng)不再更新，并且ST提供了cubemx工具可以進(jìn)行基于HAL庫(kù)和LL庫(kù)的外設(shè)快速配置，從而簡(jiǎn)化大量工作；當(dāng)然為了不掉頭發(fā)感覺(jué)擼寄存器也不錯(cuò)，最終適合自己的才是最好的。

責(zé)任編輯：lq