硬件：stm32f103cbt6
軟件：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0

DMA，直接內存存取，可以用它的雙手釋放CPU的靈魂，所以，本文通過USART3進行串口收發，接受使用DMA的方式，無需CPU進行干預，當接受完成之后，數據可以直接從內存的緩沖區讀取，從而減少了CPU的壓力。

具體的代碼實現如下：

usart_driver.h 封裝了接口，數據接收回調函數類型，基本數據結構等；

usart_driver.c 函數原型實現，中斷服務函數實現等；

拷貝這兩個文件即可，可以根據目錄下的參考用例，進行初始化。

頭文件usart_driver.h已經聲明了外部函數可能用到的接口；

USART3_DR的地址

因為USART3接收到數據會存在DR寄存器中，而DMA控制器則負責將該寄存器中的內容一一搬運到內存的緩沖區中（比如你定義的某個數組中），所以這里需要告訴DMA控制去哪里搬運，因此需要設置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

因為有很多外設都可以使用DMA，比如ADC，I2C，SPI等等，所以，不同的外設就要選擇屬于自己的DMA通道，查找參考手冊；

DMA通道

因此USART3_RX在這里會使用DMA1的通道3，這都是硬件上已經預先分配好的，我們需要遵循這個規則。所以在代碼中我們做出相應的定義；如下所示；

#defineUSART_Rx_DMA_ChannelDMA1_Channel3

DMA的中斷

DMA支持三種中斷：傳輸過半，傳輸完成，傳輸出錯；

DMA中斷

因此在使用是相當安全也相當靈活，而本文只是用了傳輸完成中斷；如下定義了，傳輸完成中斷的標志位，DMA1_FLAG_TC3也就對應了圖中的TCIF；

#defineUSART_Rx_DMA_FLAGDMA1_FLAG_TC3

USART接收回調函數

在STM32的HAL中封裝了大量外設的回調函數，使用起來十分方便，但是標準庫中則沒有這樣的做法，但是這里我們可以自己實現，rx_cbk就是回調，即串口數據接收完成就會執行已經注冊的回調函數；

typedefvoid(*rx_cbk)(void*args);

通過使用接口usart_set_rx_cbk進行回調函數的注冊，pargs為將傳遞的參數指針；

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dma_init中；

staticvoiddma_init(void)

已經定義了數據緩沖區，如下：

uint8_tRxBuffer[USART_BUF_SIZE]={0};

因此需要在DMA的配置中設置USART_DR的地址，和數據緩沖區的地址，以及兩者的大小；還有就是數據流向；

寄存器流向內存；

內存流向寄存器；這個需要搞清楚；相關配置如下所示；

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，外設作為源地址，數據是從外設寄存器流向內存，即DMA會把數據從地址USART_DR_Base搬運到RxBuffer去。如果這個地方搞錯，會導致RxBuffer始終沒有你想要的數據。

環形隊列接收數據

線性緩沖區會因為緩沖器接收數據已滿導致無法繼續接收的問題；而環形隊列進行接收的話，會自動進行覆蓋，這樣一來，在讀取數據的時候，也要配置一個環形隊列進行數據處理，下面的配置是把DMA配置為循環模式；

DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;

在結構體user_uart_mod中，則用兩個變量分別指向隊首head和隊尾tail；具體數據的讀取在函數USART3_IRQHandler中，會把數據從內存的RxBuffer讀取到結構體user_uart_mod的成員變量rx_buf中；最終調用回調函數。

函數原型

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

這里需要調用usart_init，并設置回調函數，如果不設置，則不會執行回調。

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

本文簡單介紹了基于STM32基于DMA，利用串口空閑中斷進行串口數據接收的具體配置和實現方法，代碼基于標準庫3.5版本；
因為標準庫ST目前已經不再更新，并且ST提供了cubemx工具可以進行基于HAL庫和LL庫的外設快速配置，從而簡化大量工作；當然為了不掉頭發感覺擼寄存器也不錯，最終適合自己的才是最好的。

責任編輯：lq