【STM32】HAL库——串口DMA通信（三）

前期准备：

STM32CubeMX
STM32RCT6核心板
IDE Keil（MDK-ARM）

关于DMA

1. 什么是DMA？

DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问) 提供在外设与存储器、存储器和存储器、外设与外设之间的高速数据传输使用。它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于CPU，在这个时间中，CPU对于内存的工作来说就无法使用。

这里的外设指的是spi、usart、iic、adc等基于APB1 、APB2或AHB时钟的外设，而这里的存储器包括自身的闪存(flash)或者内存(SRAM)以及外设的存储设备都可以作为访问地源或者目的。

2. DMA的意义

传感器A获取到了数据，我需要把获取到的数据交给传感器B使用，正常来说，需要CPU控制，把A获取到的数据赋给B。但如果使用DMA，我可以将A与B之间建立一个专门传输数据的通道，CPU无需介入，对于非常大的数据需要转移时，DMA无疑大大节省了CPU的资源

优点： 控制简单，它适用于数据传输率很高的设备进行成组传送。
缺点： 在DMA控制阶段，CPU无法访问内存，内存的效能没有充分发挥，相当一部分内存工作周期是空闲的。这是因为，外围设备传送两个数据之间的间隔一般总是大于内存存储周期，因此许多空闲的存储周期不能被CPU利用。

3. DMA的结构器

2个DMA控制器，DMA1有7个通道

DMA2有5个通道

1个通道同一时间只能进行一个，例如通道 1 的几个 DMA1 请求（ADC1、TIM2_CH3、TIM4_CH1），这几个是通过逻辑或到通道 1 的，这样我们在同一时间，就只能使用其中的一个。其他通道也是类似的

3. DMA的传输方式

DMA_Mode_Normal（正常模式）
一次DMA数据传输完后，停止DMA传送，也就是只传输一次
DMA_Mode_Circular（循环传输模式）
当传输结束时，硬件自动会将传输数据量寄存器进行重装，进行下一轮的数据传输。也就是多次传输模式

4. DMA及通道的优先级

优先级管理采用软件+硬件：

软件：每个通道的优先级可以在DMA_CCRx寄存器中设置，有4个等级
最高级>高级>中级>低级
硬件：如果2个请求，它们的软件优先级相同，则较低编号的通道比较高编号的通道有较高的优先权。比如：如果软件优先级相同，通道2优先于通道4

在大容量产品和互联型产品中，DMA1控制器拥有高于DMA2控制器的优先级。

5. DMA中断

DMA的每个通道都有 3 个事件标志(DMA 半传输，DMA 传输完成和 DMA 传输出错)，这 3 个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求
可以通过设置寄存器的不同位来打开这些中断

6.指针递增模式

外设和存储器指针在每次传输后可以自动向后递增或保持常量。当设置为增量模式时，下一个要传输的地址将是前一个地址加上增量值

STM32CubeMX部分

1.配置时钟

选择STM32F103RCTx系列芯片，配置时钟的同时会自动配置IO口引脚

将HCLK设置为最大频率72MHz

2.配置USART和DMA

配置USART，【STM32】HAL库 CubeMX例程三—串口中断通信(2)（附工程源码）文章有讲解过，这里就不再赘述

DMA Settings ——> Add

然后选择USART1_RX，接着同样步骤再把USART1_TX添加进来

DMA Request（DMA请求）： USART1_RX、USART1_TX
Channel（通道）： 通道5、通道4
Dirction （DMA传输方向）： Peripheral To Memory（外设到内存）、Memory To Peripheral（内存到外设）
Priority（优先级）： 低、低
Mode（模式）： 正常、正常
Increment Address（地址指针递增)： 1.这里因我们是一直往固定外设地址&USART1发送数据，所以地址不递增 2.这里我们的场景是将内存中连续存储单元的数据发送到串口，毫无疑问内存地址是需要递增的
Data Width（数据宽度）： 字节、字节

USART1使能中断

3.工程生成

工程管理依旧是这几个选项，然后GENERATE CODE，STM32CubeMX部分完成

MDK 5部分

//DMA函数
· HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);串口DMA模式发送
· HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);串口DMA模式接收
· HAL_UART_DMAResume(&huart1); 恢复串口DMA
· HAL_UART_DMAPause(&huart1) 暂停串口DMA
· HAL_UART_DMAStop(&huart1); 结束串口DMA

1. DMA串口发送

在main.c中添加

 /* USER CODE BEGIN Init */uint8_t Senbuff[] = "Q大帅のUART DMA Test Success ! \r\n";   /* USER CODE END Init */

在while里写入

  while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)Senbuff, sizeof(Senbuff));HAL_Delay(1000);     }

编译下载时需要选择相对应的下载器，勾选以下

效果如图

2. IDLE接收（串口空闲中断接收）

当DMA串口接收开始后，DMA通道会不断的将发送来的数据转移到内存，那该如何判断串口接收是否完成从而及时关闭DMA通道？如何知道接收到数据的长度？答案便是使用串口空闲中断
思路流程：

开启串口DMA接收
串口收到数据，DMA不断传输数据到内存
一帧数据发送完毕，串口暂时空闲，触发串口空闲中断
在中断服务函数中，可以计算刚才收到了多少个字节的数据
存储接收到的数据，清除标志位，开始下一帧接收

在原有代码上更改

//在main.c定义3个全局变量
/* USER CODE BEGIN Includes */
uint8_t rx_buffer[100];   //接收数据的数组
volatile uint8_t rx_len = 0; //接收数据的长度
volatile uint8_t recv_end_flag = 0; //接收结束标志位
/* USER CODE END Includes */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);  //开启空闲中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,100);  //开启DMA接收中断/* USER CODE END 2 */

在stm32f1xx_it.c文件中

void USART1_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 *//* USER CODE END USART1_IRQn 0 */HAL_UART_IRQHandler(&huart1);/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */uint8_t tmp_flag =__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); //获取IDLE状态if((tmp_flag != RESET))//判断接收是否结束{ // recv_end_flag = 1; //接收结束__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清楚标志位HAL_UART_DMAStop(&huart1); uint8_t temp=__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);                 rx_len =100-temp; //计算数据长度HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, rx_buffer,rx_len);//发送数据HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,100);//开启DMA}/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

效果如图

本期工程文档——>Gitee