STM32 HAL库 USART DMA驱动
前言
本文是在使用 STM32L4 的串口 DMA 功能时，使用 HAL 库出现的一些问题，通过以下方式解决了 HAL 库中存在 DMA 发送和接收的一些问题。
STM32L4 的 DMA 简介
DMA Mapping
DMA 相关配置及使用
以下根据 STM32L43xxx 系列进行 USART2 + DMA 的开发。
串口配置
sg_USART2_HandleStruct.Instance = USART2;
sg_USART2_HandleStruct.Init.BaudRate = bound;
sg_USART2_HandleStruct.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; /* 字长为8位数据格式 */
sg_USART2_HandleStruct.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; /* 一个停止位 */
sg_USART2_HandleStruct.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; /* 无奇偶校验位 */
sg_USART2_HandleStruct.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; /* 收发模式 */
sg_USART2_HandleStruct.Init.HwFlowCtl = UART_UART_HWCONTROL_NONE_RTS_CTS;
sg_USART2_HandleStruct.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
sg_USART2_HandleStruct.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
sg_USART2_HandleStruct.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
HAL_UART_Init(&sg_USART2_HandleStruct) ;
I/O 配置
/* USART2 clock enable */
__HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/**USART2 GPIO Configuration
PA2 ------> USART2_TX
PA3 ------> USART2_RX
*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART2;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
配置并使用 TX + DMA
DMA 配置
根据 DMA MAP 表可知，USART2 TX 可使用 DMA1 通道 7 （1-7），通道请求为 2 （0-7），方向为存储器到外设，并且设置字节长度。
/* Configure DMA Tx parameters */
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Instance = DMA1_Channel7;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.Request = DMA_REQUEST_2;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.MemDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
sg_USART2_TxDMAHandleStruct.Init.Mode = DMA_NORMAL;
/* Associate the DMA handle */
__HAL_LINKDMA(uartHandle, hdmatx, sg_USART2_TxDMAHandleStruct);
/* Stop any ongoing transfer and reset the state*/
HAL_DMA_DeInit(&sg_USART2_TxDMAHandleStruct);
/* Configure the DMA Channel */
HAL_DMA_Init(&sg_USART2_TxDMAHandleStruct); DMA TX 使用（禁止中断）
定义一个发送函数（该函数没有使用发送完成中断处理，在下次进入该函数时检测 DMA 相关标志并清除，因此，须确保每次调用该函数的间隔时间能完成上次的数据传输），传输完成必须关闭串口 DMA ，否则不能启动下一次 DMA 传输。
void USART2_UART_Transmit(uint8_t *pData, uint16_t len)
{
if (__HAL_DMA_GET_FLAG(&sg_USART2_HandleStruct, DMA_FLAG_TC7))
{
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&sg_USART2_HandleStruct, DMA_FLAG_TC7); /* 清除DMA1_Steam7传输完成标志 */
HAL_UART_DMAStop(&sg_USART2_HandleStruct); /* 传输完成以后关闭串口DMA */
}
HAL_UART_Transmit_DMA(&sg_USART2_HandleStruct, pData, len);
}DMA TX 使用（使能中断）
暂无
配置并使用 RX + DMA
DMA 配置
根据 DMA MAP 表可知，USART2 RX 可使用 DMA1 通道 6 （1-7），通道请求为 2 （0-7），方向为外设到存储器，并且设置字节长度。
/* Configure DMA Rx parameters */
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Instance = DMA1_Channel6;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.Request = DMA_REQUEST_2;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.MemDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
sg_USART2_RxDMAHandleStruct.Init.Mode = DMA_NORMAL;
/* Associate the DMA handle */
__HAL_LINKDMA(uartHandle, hdmarx, sg_USART2_RxDMAHandleStruct);
/* Stop any ongoing transfer and reset the state*/
HAL_DMA_DeInit(&sg_USART2_RxDMAHandleStruct);
/* Configure the DMA Channel */
HAL_DMA_Init(&sg_USART2_RxDMAHandleStruct); 接收中断配置
使用 RX DMA，通常采用 DMA + RX + UART_IT_IDLE（空闲中断）用来接收不定长的数据内容。
DMA RX 使用
定义接收中断函数，做相关处理。
void USART2_IRQHandler(void)
{
uint32_t tmp;
if ((__HAL_UART_GET_IT(&sg_USART2_HandleStruct, UART_IT_IDLE) != RESET))
{
/* 清除相关标志 */
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&sg_USART2_HandleStruct);
tmp = sg_USART2_HandleStruct.Instance->ISR;/* 通过读取该寄存器来清除 */
tmp = sg_USART2_HandleStruct.Instance->RDR;/* 通过读取该寄存器来清除 */
HAL_UART_DMAStop(&sg_USART2_HandleStruct);
/* 获取实际接收长度 */
tmp = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&sg_USART2_RxDMAHandleStruct);
sg_USART2_RxLen = USART_MAX_RX_BUF_SIZE - tmp;
g_Usart2RecvFinish = 1;
/* 重新启动接收 */
HAL_UART_Receive_DMA(&sg_USART2_HandleStruct, sg_USART2_RxBuffer, USART_MAX_RX_BUF_SIZE);
}
HAL_UART_IRQHandler(&sg_USART2_HandleStruct);
}注意事项
1、串口接收中断中若通过函数 HAL_UART_Receive 读取串口数据，会出现没有正常读取数据，导致不停地进入接收中断，造成程序无法正常运行。
void USART2_IRQHandler(void)
{
uint32_t tmp;
if ((__HAL_UART_GET_IT(&sg_USART2_HandleStruct, UART_IT_RXNE) != RESET))
{
将函数
HAL_UART_Receive（&sg_USART2_HandleStruct， sg_USART2_RxBuffer[sg_USART2_RxLen++], 1， 10）;
修改为
sg_USART2_RxBuffer[sg_USART2_RxLen++] = USART2->RDR;
}
HAL_UART_IRQHandler(&sg_USART2_HandleStruct);
}
2、在同时使用 DMA RX 和 DAM TX 的时候，在其中一个完成后会关闭串口 DMA，导致另一个受其影响，导致发送或接收异常。
原因：
由于使用了函数 HAL_UART_DMAStop(&sg_USART2_HandleStruct) 用来关闭 UASRT DMA 将TX 和 RX 均给关闭了，导致影响了另一 DMA 正常传输。
解决方案：
基于函数 HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart) 为原型，定义一个函数 MY_HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t obj)，
用来可单独关闭其中一个 DMA 的传输，函数如下，其中函数 My_UART_EndTxTransfer 和 My_UART_EndRxTransfer 也是分别基于函数 HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart) 内部中调用的 UART_EndTxTransfer 和 UART_EndRxTransfer 为原型，除了函数名称，没有其他任何改动（在不改动 HAL 库的情况下可这样自定义三个函数，其中 USART_TX_DMA 是自定义的一个宏）。
/**
* @brief End ongoing Tx transfer on UART peripheral (following error detection or Transmit completion).
* @note 函数原型: UART_EndTxTransfer(UART_HandleTypeDef *huart), 函数功能完全一样
* @param huart UART handle.
* @retval None
*/
static void My_UART_EndTxTransfer(UART_HandleTypeDef *huart)
{
#if defined(USART_CR1_FIFOEN)
/* Disable TXEIE, TCIE, TXFT interrupts */
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_TXEIE_TXFNFIE | USART_CR1_TCIE));
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, (USART_CR3_TXFTIE));
#else
/* Disable TXEIE and TCIE interrupts */
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_TXEIE | USART_CR1_TCIE));
#endif /* USART_CR1_FIFOEN */
/* At end of Tx process, restore huart->gState to Ready */
huart->gState = HAL_UART_STATE_READY;
}
/**
* @brief End ongoing Rx transfer on UART peripheral (following error detection or Reception completion).
* @note 函数原型: UART_EndRxTransfer(UART_HandleTypeDef *huart), 函数功能完全一样
* @param huart UART handle.
* @retval None
*/
static void My_UART_EndRxTransfer(UART_HandleTypeDef *huart)
{
/* Disable RXNE, PE and ERR (Frame error, noise error, overrun error) interrupts */
#if defined(USART_CR1_FIFOEN)
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_RXNEIE_RXFNEIE | USART_CR1_PEIE));
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, (USART_CR3_EIE | USART_CR3_RXFTIE));
#else
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR1, (USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_PEIE));
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_EIE);
#endif /* USART_CR1_FIFOEN */
/* At end of Rx process, restore huart->RxState to Ready */
huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY;
/* Reset RxIsr function pointer */
huart->RxISR = NULL;
}
/**
* @brief Stop the DMA Transfer.
* @note 函数原型: HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart), 可单独关闭 TX/RX 其中一个DMA
* @param huart UART handle.
* @param obj USART_TX_DMA or USART_RX_DMA.
* @retval HAL status
*/
HAL_StatusTypeDef MY_HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t obj)
{
const HAL_UART_StateTypeDef gstate = huart->gState;
const HAL_UART_StateTypeDef rxstate = huart->RxState;
if (obj == USART_TX_DMA)
{
/* Stop UART DMA Tx request if ongoing */
if ((HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAT)) &&
(gstate == HAL_UART_STATE_BUSY_TX))
{
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAT);
/* Abort the UART DMA Tx channel */
if (huart->hdmatx != NULL)
{
if (HAL_DMA_Abort(huart->hdmatx) != HAL_OK)
{
if (HAL_DMA_GetError(huart->hdmatx) == HAL_DMA_ERROR_TIMEOUT)
{
/* Set error code to DMA */
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_DMA;
return HAL_TIMEOUT;
}
}
}
My_UART_EndTxTransfer(huart);
}
}
else
{
/* Stop UART DMA Rx request if ongoing */
if ((HAL_IS_BIT_SET(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR)) &&
(rxstate == HAL_UART_STATE_BUSY_RX))
{
CLEAR_BIT(huart->Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);
/* Abort the UART DMA Rx channel */
if (huart->hdmarx != NULL)
{
if (HAL_DMA_Abort(huart->hdmarx) != HAL_OK)
{
if (HAL_DMA_GetError(huart->hdmarx) == HAL_DMA_ERROR_TIMEOUT)
{
/* Set error code to DMA */
huart->ErrorCode = HAL_UART_ERROR_DMA;
return HAL_TIMEOUT;
}
}
}
My_UART_EndRxTransfer(huart);
}
}
return HAL_OK;
}
本文来自博客园，作者：大橙子疯，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/const-zpc/p/16364442.html
