STM32串口DMA发送接收（1.5Mbps波特率）机制

news2024/11/18 21:37:14

数据拷贝过程中不需要CPU干预，数据拷贝结束则通知CPU处理。

以115200bps波特率，1s传输11520字节，大约69us需响应一次中断，如波特率再提高，将消耗更多CPU资源

高波特率场景下，串口非常有必要使用DMA。

关键步骤：

初始化串口

使能串口DMA接收模式，使能串口空闲中断、配置DMA参数

使能DMA通道buf半满(传输一半数据)中断、buf溢满(传输数据完成)中断

处理流程步骤应该是这样：

第一步，DMA先将数据搬运到buf1，搬运完成通知CPU来拷贝buf1数据；

第二步，DMA将数据搬运到buf2，与CPU拷贝buf1数据不会冲突；

第三步，buf2数据搬运完成，通知CPU来拷贝buf2数据；

执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环。

STM32F0系列DMA不支持双缓存（以具体型号为准）机制，但提供了一个buf"半满中断"，即是数据搬运到buf大小的一半时，可以产生一个中断信号。基于这个机制，我们可以实现双缓存功能，只需将buf空间开辟大一点即可。

第一步，DMA将数据搬运完成buf的前一半时，产生“半满中断”，CPU来拷贝buf前半部分数据

第二步，DMA继续将数据搬运到buf的后半部分，与CPU拷贝buf前半部数据不会冲突

第三步，buf后半部分数据搬运完成，触发“溢满中断”，CPU来拷贝buf后半部分数据

执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

UART2 DMA模式接收配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

  • 串口接收，DMA通道工作模式设为连续模式
  • 使能DMA通道接收buf半满中断、溢满（传输完成）中断
  • 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->RDR);/* UART2接收数据地址 */
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */
    DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 传输方向:外设->内存 */
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; /* 接收buf大小 */
    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; /* 连续模式 */
    DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_VeryHigh; 
    DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); 
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、溢满、错误中断 */
    DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);	/* 清除相关状态标识 */
    DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
    }
// DMA 错误中断“DMA_IT_TE”，一般用于前期调试使用，用于检查DMA出现错误的次数，发布软件可以不使能该中断。

接收处理

接收数据大小

数据传输过程是随机的，数据大小也是不定的，存在几类情况：

  • 数据刚好是DMA接收buf的整数倍，这是理想的状态
  • 数据量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此时会触发串口空闲中断

因此，我们需根据“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空间大小”、“上一次接收的总数据大小”来计算当前接收的数据大小。

/* 获取DMA通道接收buf剩余空间大小 */
uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

DMA通道buf溢满场景计算

接收数据大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的总数据大小

DMA通道buf溢满中断处理函数：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_size;
	
	recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}

DMA通道buf半满场景计算

接收数据大小 = DMA通道接收总数据大小 - 上一次接收的总数据大小
DMA通道接收总数据大小 = DMA通道Buf的大小 - DMA通道buf剩余空间大小

DMA通道buf半满中断处理函数：

void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 记录接收总数据大小 */
}

串口空闲中断场景计算

串口空闲中断场景的接收数据计算与“DMA通道buf半满场景”计算方式是一样的。

串口空闲中断处理函数：

void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size;
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;
}
// 注：串口空闲中断处理函数，除了将数据拷贝到串口接收fifo中，还可以增加特殊处理，如作为串口数据传输完成标识、不定长度数据处理等等。
接收数据偏移地址

将有效数据拷贝到fifo中，除了需知道有效数据大小外，还需知道数据存储于DMA 接收buf的偏移地址。

有效数据偏移地址只需记录上一次接收的总大小即可，在DMA通道buf全满中断处理函数将该值清零，因为下一次数据将从buf的开头存储。

在DMA通道buf溢满中断处理函数中将数据偏移地址清零：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	/* todo */
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}
应用读取串口数据方法

经过前面的处理步骤，已将串口数据拷贝至接收fifo，应用程序任务只需从fifo获取数据进行处理。前提:处理效率必须大于DAM接收搬运数据的效率，否则导致数据丢失或者被覆盖处理。

串口DMA发送

基本流程

img

相关配置

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA发送模式

【3】配置DMA发送通道，这一步无需在初始化设置，有数据需要发送时才配置使能DMA发送通道

UART2 DMA模式发送配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

  • 串口发送是，DMA通道工作模式设为单次模式（正常模式），每次需要发送数据时重新配置DMA
  • 使能DMA通道传输完成中断，利用该中断信息处理一些必要的任务，如清空发送状态、启动下一次传输
  • 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
    DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->TDR);/* UART2发送数据地址 */
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 	/* 发送数据buf */
    DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 传输方向:内存->外设 */
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; 			/* 发送数据buf大小 */
    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_Normal; 		/* 单次模式 */
    DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High;	 
    DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
    DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); /* 使能传输完成中断、错误中断 */
    DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);	/* 清除发送完成标识 */
    DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); /* 启动DMA发送 */
}

发送处理

串口待发送数据存于发送fifo中，发送处理函数需要做的的任务就是循环查询发送fifo是否存在数据，如存在则将该数据拷贝到DMA发送buf中，然后启动DMA传输。前提是需要等待上一次DMA传输完毕，即是DMA接收到DMA传输完成中断信号"DMA_IT_TC"。

串口发送处理函数
void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t size = 0;
	
	if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)
    {
        return;
    }
	size = fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
					 s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
	if (size != 0)
	{
        s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;
	  	if (uart_id == 0)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA发送状态 */
		  	bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
		else if (uart_id == 1)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA发送状态,必须在使能DMA传输前置位，否则有可能DMA已经传输并进入中断 */
			bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
	}
}
// 注意:发送状态标识，必须先置为“发送状态”，然后启动DMA 传输。如果步骤反过来，在传输数据量少时，DMA传输时间短，“DMA_IT_TC”中断可能比“发送状态标识置位”先执行，导致程序误判DMA一直处理发送状态（发送标识无法被清除）。

关于DMA发送数据启动函数，有些博客文章描述只需改变DMA发送buf的大小即可；经过测试发现，该方法在发送数据量较小时可行，数据量大后，导致发送失败，而且不会触发DMA发送完成中断。因此，可靠办法是：每次启动DMA发送，重新配置DMA通道所有参数。该步骤只是配置寄存器过程，实质上不会占用很多CPU执行时间。

上述串口发送处理函数可以在几种情况调用：

  • 主线程任务调用，前提是线程不能被其他任务阻塞，否则导致fifo溢出

    void thread(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

  • 定时器中断中调用

    void TIMx_IRQHandler(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

  • DMA通道传输完成中断中调用

    void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
{
    if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
    {
        UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
        uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
    }
}
DMA传输完成中断处理函数
void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	s_uart_dev[uart_id].status = 0;	/* 清空DMA发送状态标识 */
}

每次拷贝多少数据量到DMA发送buf：

关于这个问题，与具体应用场景有关，遵循的原则就是：只要发送fifo的数据量大于等于DMA发送buf的大小，就应该填满DMA发送buf，然后启动DMA传输，这样才能充分发挥会DMA性能。因此，需兼顾每次DMA传输的效率和串口数据流实时性，参考着几类实现：

  • 周期查询发送fifo数据，启动DMA传输，充分利用DMA发送效率，但可能降低串口数据流实时性;
  • 实时查询发送fifo数据，加上超时处理，理想的方法;
  • 在DMA传输完成中断中处理，保证实时连续数据流.

串口设备

6.1 数据结构

/* 串口设备数据结构 */
typedef struct
{
	uint8_t status;			/* 发送状态 */
	_fifo_t tx_fifo;		/* 发送fifo */
	_fifo_t rx_fifo;		/* 接收fifo */
	uint8_t *dmarx_buf;		/* dma接收缓存 */
	uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收缓存大小*/
	uint8_t *dmatx_buf;		/* dma发送缓存 */
	uint16_t dmatx_buf_size;/* dma发送缓存大小 */
	uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收数据大小 */
}uart_device_t;

6.2 对外接口

/* 串口注册初始化函数 */
void uart_device_init(uint8_t uart_id)
{
  	if (uart_id == 1)
	{
		/* 配置串口2收发fifo */
		fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, &s_uart2_tx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, &s_uart2_rx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		
		/* 配置串口2 DMA收发buf */
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf = &s_uart2_dmarx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf = &s_uart2_dmatx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
		bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf, 
							   sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
		s_uart_dev[uart_id].status  = 0;
	}
}

/* 串口发送函数 */
uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);
}

/* 串口读取函数 */
uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);
}

完整源码

串口&DMA底层配置：

代码中包含了两个串口的初始化函数，分别是bsp_uart1_init和bsp_uart2_init，用于初始化USART1和USART2串口。
其中，bsp_uart1_init函数用于初始化USART1串口，包括配置GPIO引脚、使能串口和DMA时钟、配置串口参数、使能空闲中断和DMA收发等。
bsp_uart2_init函数用于初始化USART2串口，与bsp_uart1_init类似。

代码中还包含了一些其他函数，如bsp_uart1_dmatx_config、bsp_uart1_dmarx_config、bsp_uart2_dmatx_config和bsp_uart2_dmarx_config等，用于配置DMA传输的参数。

此外，代码中还包含了一些中断处理函数，用于处理串口和DMA的中断。

#include 
#include 
#include 
#include "stm32f0xx.h"
#include "bsp_uart.h"

/**
 * @brief  该函数根据条件编译的不同，选择不同的GPIO引脚进行初始化，包括使能时钟、配置复用功能、设置引脚的初始化参数。
 * @param  
 * @retval 
 */
static void bsp_uart1_gpio_init(void)
{
    // 定义了一个GPIO_InitTypeDef类型的变量GPIO_InitStructure，用于配置GPIO引脚的初始化参数。
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
#if 0
    // 如果条件编译为0，则执行以下代码块：
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);// 使能GPIOB的时钟
	// 配置GPIOB的引脚6和引脚7为复用功能
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_0);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_0); 
	// 配置GPIOB的引脚6和引脚7的初始化参数，包括引脚模式为复用功能、输出类型为推挽输出、输出速度为高速、上拉电阻使能。
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF;  // 引脚模式为复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType 	= GPIO_OType_PP; // 输出类型为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  	= GPIO_Speed_Level_3; // 输出速度为高速 
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd 	= GPIO_PuPd_UP;       // 上拉电阻使能
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 对GPIOB的引脚6和引脚7进行初始化。
#else
    // 如果条件编译为非0，则执行以下代码块：
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);// 使能GPIOA的时钟
    // 配置GPIOB的引脚9和引脚10为复用功能
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1); 
	// 配置GPIOA的引脚9和引脚10的初始化参数，包括引脚模式为复用功能、输出类型为推挽输出、输出速度为高速、上拉电阻使能。
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType 	= GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  	= GPIO_Speed_Level_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd 	= GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 对GPIOA的引脚9和引脚10进行初始化。
#endif
}

/**
 * @brief  
 * @param  
 * @retval 
 */
static void bsp_uart2_gpio_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_1);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

/**
 * @brief  该函数用于初始化UART1模块，包括GPIO引脚的初始化、时钟的使能、UART1的初始化参数配置、中断的使能等。
 * @param  
 * @retval 
 */
void bsp_uart1_init(void)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // 用于配置UART1的初始化参数。
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;   // 用于配置UART1的中断参数。
	 
	bsp_uart1_gpio_init();  // 进行UART1的GPIO引脚初始化。
	
	/* 使能串口UART1和DMA时钟 */
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	// 配置UART1的初始化参数
	USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600; // 波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b; // 数据位长度为8位
	USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;// 停止位为1位
	USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;// 无奇偶校验
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 同时使能接收和发送模式
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 对UART1进行初始化。
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);	/* 使能空闲中断 */
	USART_OverrunDetectionConfig(USART1, USART_OVRDetection_Disable);// 关闭UART1的溢出检测
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能UART1模块
	USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); /* 使能UART1的DMA收发功能 */

	/* 配置UART1的中断，中断优先级为2 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

	/* 配置DMA的中断，中断优先级为0 */
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel 		   = DMA1_Channel2_3_IRQn;       
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/**
 * @brief  该函数用于配置UART1的DMA发送功能，包括设置DMA的基地址、传输方向、数据长度、地址自增模式、数据大小、传输模式、传输优先级等，并使能相应的中断和DMA通道
 * @param  
 * @retval 
 */
void bsp_uart2_init(void)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	bsp_uart2_gpio_init();
	
	/* 使能串口和DMA时钟 */
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

	USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
	USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
	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;
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);	/* 使能空闲中断 */
	USART_OverrunDetectionConfig(USART2, USART_OVRDetection_Disable);
	
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);
	USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); 	/* 使能DMA收发 */

	/* 串口中断 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

	/* DMA中断 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = DMA1_Channel4_5_IRQn;       
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; //用于配置DMA发送的初始化参数
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel2); // 将DMA1通道2重置为默认值。
	DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE); // 关闭DMA1通道2
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART1->TDR); // 配置DMA发送的外设基地址
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; // 配置DMA发送的内存基地址
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; //配置DMA传输方向为内存到外设
    
    /* 传输方向:内存->外设 */
    // 配置DMA传输方向为内存到外设
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; 
    // 配置DMA外设地址自增模式为禁止
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc 		= DMA_PeripheralInc_Disable; 
    // 配置DMA内存地址自增模式为使能
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc 			= DMA_MemoryInc_Enable; 
	// 配置DMA外设数据大小为字节
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize 	= DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    // 配置DMA内存数据大小为字节
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize 		= DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode 					= DMA_Mode_Normal; // 配置DMA传输模式为普通模式
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High; // 配置DMA传输优先级为高
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; // 配置DMA的内存到内存传输模式为禁止
	DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);  // 对DMA1通道2进行初始化。
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); // 使能DMA1通道2的传输完成和传输错误中断
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2);	/* 清除发送完成标识 */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); // 使能DMA1通道2
}

void bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel3); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART1->RDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 传输方向:外设->内存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3);
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); 
}

uint16_t bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
	return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);	/* 获取DMA接收buf剩余空间 */
}

void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->TDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 传输方向:内存->外设 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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_Normal; 
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); 
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);	/* 清除发送完成标识 */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); 
}

void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->RDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 传输方向:外设->内存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
}

uint16_t bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
	return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);	/* 获取DMA接收buf剩余空间 */
}

stm32倒立摆 DMA收发数据代码

uart1 gpio配置 -> uart1初始化配置 -> uart1 dma发送通道配置 -> uart1 dma接收通道配置 -> 获取DMA接收buf剩余空间 -> uart1循环发送

stm32f10x_it.c
#include "dev_uart.h"
#include "bsp_uart.h"
/******************************************************************
*   串口     DMA接收通道      DMA发送通道            外设地址     *
* USART1    DMA1_Channel5    DMA1_Channel4       (u32)&USART1->DR *
* USART2    DMA1_Channel6    DMA1_Channel7       (u32)&USART2->DR *
* USART3    DMA1_Channel3    DMA1_Channel2       (u32)&USART3->DR *
*  UART4    DMA2_Channel3    DMA2_Channel5        (u32)&UART4->DR *
******************************************************************/
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  
  /* Receive Data */
  return (uint16_t)(USARTx->DR & (uint16_t)0x01FF);
}

/**
 * @brief  串口空闲中断处理
 * @param  
 * @retval 
 */
void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size;
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;
}
uint32_t g_DmaRxCount[6] = {0};



void USART1_IRQHandler(void)
{
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)
	{
		uart_dmarx_idle_isr(DEV_UART1); // 串口空闲中断处理 dev_uart.c
		/* read the data to clear receive idle interrupt flag */
		USART_ReceiveData(USART1); // stm32f10x_usart.c
		//DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_GL5);
		g_DmaRxCount[0]++;
	}
}

void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)
{
	if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
	{
		g_DmaTxCount[0]++;	
		uart_dmatx_done_isr(DEV_UART1);
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
	}
}

void DMA1_Channel5_IRQHandler(void)
{
	if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC5))
	{
		g_DmaRxCount[1]++;
		uart_dmarx_done_isr(DEV_UART1);
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5);
	}
	if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_HT5))
	{
		g_DmaRxCount[2]++;
		uart_dmarx_half_done_isr(DEV_UART1);
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_HT5);
	}
}

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