STM32F103 ------ DMA 与 串口

什么是DMA

DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。
DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。

用法一

接收串口数据，使用到的中断：串口空闲中断

STM32的串口有监测总线是否处于空闲的功能，我们可以使用这个功能，当数据传输完总线变成空闲状态时产生中断，来对收到的数据进行处理。因此整个过程就变成：当一堆数据开始传输，DMA默默地把数据搬运到内存中，当这堆数据传输完成，总线变成空闲状态时，马上产生中断，在中断服务程序中去做相应处理。

下面的例子，DMA设置的模式是正常模式（非循环存储）；如果设置成循环存储，就可以防止接收到非常大的数据流，从而避免开辟很大的存储或者数组越界，当然数据流太大数据会丢失。

#define DMA_Rec_Len 10  //数据缓冲区大小
u8 value[DMA_Rec_Len];

void uart_init_DMA_IN(u32 bound)
{
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输
    //   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART2时钟
    
    USART_DeInit(USART1);  //复位串口1
    //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9
    
    //USART1_RX  A.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA10
    
    //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
    
    //USART 初始化设置
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
    
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//开启空闲中断
    USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);   //使能串口1 DMA接收
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口 
    
    //相应的DMA配置
    DMA_DeInit(DMA1_Channel5);   //将DMA的通道5寄存器重设为缺省值  串口1对应的是DMA通道5
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR;  //DMA外设ADC基地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)value;  //DMA内存基地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  //数据传输方向，从外设读取发送到内存
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = DMA_Rec_Len;  //DMA通道的DMA缓存的大小
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  //工作在正常缓存模式
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级 
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);  //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道
    
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);  //正式驱动DMA传输
}

 

void USART1_IRQHandler(void)                 //串口1中断服务程序
{
    char i;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
    {
        USART_ReceiveData(USART1);//读取数据 注意：这句必须要，否则不能够清除中断标志位。
        Usart1_Rec_Cnt = DMA_Rec_Len-DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); //算出接本帧数据长度
        
        //***********帧数据处理函数************//
　　　　　for(i=0;i<Usart1_Rec_Cnt;i++)
        {
            USART_SendData(USART1,value[i]);
            while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
        }//*************************************//
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_IDLE);         //清除中断标志
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);
        //重新设置传输数据长度  
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5,DMA_Rec_Len); 
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);  //开始下一次DMA
    } 
}

用法二

接收串口数据，使用到的中断：串口空闲中断、DMA半满中断、DMA满中断

DMA设置成循环存储数据到内存（DMA rx buf），三个中断触发时都从内存（DMA rx buf）读取数据。

产生半满中断CPU从内存（DMA rx buf）读取前半段数据到内存（rx fifo），保证CPU有足够的时间读取数据，不会造成DMA覆盖了未读出的数据；

产生满中断从内存（DMA rx buf）读取后半段数据到内存（rx fifo），此时DMA正在把数据写入前半段；

最后一部分数据可能不足一半，不能通过半满或者满中断读取数据，通过串口空闲中断通知CPU读取剩余的部分数据。

 

相比于用法一的优点：保证大数据量的串口数据，不用开很大的内存给DMA用，CPU有足够的时间读取内存数据，避免被DMA新数据覆盖。

用法三

发送串口数据，使用到的中断：DMA传输完成中断

CPU往待发送数据缓冲区（tx fifo）存放数，检查DMA状态是否为空闲，空闲则把要发送数据时把数据拷贝到内存（DMA tx buf），启动DMA发送串口数据，产生DMA传输完成中断时检查待发送数据缓冲区（tx fifo）是否还有数据待发送，有则重复之前的步骤，即拷贝数据，启动DMA。