（干货）串口DMA很难？那就一步步带你学会！

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li1229574727 发布时间：2020-5-15 00:15

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串口DMA

原文已在CSDN发布，博文阅读起来更舒服，CSDN博文链接：
STM32 | 串口DMA很难？其实就是如此简单！（超详细、附代码）（http://blog.csdn.net/weixin_44524484/article/details/106029682）

DMA利用好无疑会让串口使用起来更加高效，同时CPU还能处理自己的事情，但是DMA的使用却让代码变得更加的复杂，也使串口配置变得更加麻烦！麻烦？？？也许只是学习的方式不对，代码是变长了，但是思路清晰的话，也就是在原来串口加了点东西而已。本文让你轻轻松松学会串口DMA！定长数据传输与不定长数据传输都教会你！通过此文，希望能让更多人了解和会使用串口DMA，希望大家多多支持！

一、串口DMA的配置

本文针对串口2（USART2）如何进行DMA传输进行讲解，如果采用其他串口，注意要修改相应端口配置以及DMA通道。

1、串口的DMA请求映像

通过我之前的博文《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》可以知道，串口2（USART2）的接收（USART2_RX）和发送（USART2_TX）分别在DMA1控制器的通道6和通道7。下图为DMA1控制器的请求映像图。

2、资源说明

STM32F1中，USART2使用的是PA2（USART2_TX）和PA3（USART2_RX），为了方便阅读，使用到的资源列在下表。

外设 GPIO口 DMA请求映像通道备注

USART2_TX PA2 DMA1通道7 RAM->USART2的数据传输

USART2_RX PA3 DMA1通道6 USART2->RAM的数据传输

3、DMA初始化配置

USART2的DMA配置在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》中分别讲了库函数版和寄存器版两种配置，我这里直接搬用，不理解的可以看看《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》这篇文章。要注意的是库函数最大优势就是便于阅读，所以在DMA初始化配置中我们使用库函数。

首先，我们要先定义三个缓冲区（作全局定义），一个发送缓冲区，两个接收缓冲区，两个接收缓冲区是为了做双缓冲区，目的是为了防止后一次传输的数据覆盖前一次传输的数据，并且留出足够的时间让CPU处理缓冲区数据。双缓冲在串口DMA中有着很重要的意义并起着很大的作用！

//USART2_MAX_TX_LEN和USART2_MAX_RX_LEN在头文件进行了宏定义，分别指USART2最大发送长度和最大接收长度: O: V; K8 g/ V( H; ]0 A' `$ C
u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_TX_LEN]; //发送缓冲,最大USART2_MAX_TX_LEN字节/ `2 b; l; _5 g
u8 u1rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN]; //发送数据缓冲区17 z( \2 g0 K1 M% ]7 ?. a1 Z
u8 u2rxbuf[USART2_MAX_RX_LEN]; //发送数据缓冲区26 x& w: v7 c4 F$ `# V4 ?' J. J
u8 witchbuf=0; //标记当前使用的是哪个缓冲区,0：使用u1rxbuf；1：使用u2rxbuf
% m A" }7 Z8 c, ^
u8 USART2_TX_FLAG=0; //USART2发送标志，启动发送时置1+ t _3 F, X( Y4 c
u8 USART2_RX_FLAG=0; //USART2接收标志，启动接收时置1/ H+ _' d t0 B( l( T V

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要说明的是，实际上发送缓冲区可能用不上，因为我们要发送的数据内容和大小都不一定每次都是固定的，可以是变化的，我们只需重新指派新的发送缓冲区地址即可，但是在初始化中我们还是要指定一个发送缓冲区地址。
2 A, Z: @& y2 R- f( A& N下面是DMA1_USART2的初始化函数。

void DMA1_USART2_Init(void)
) [- q$ @' h& W/ Z8 a
{; d, `# n) W! I( s4 Y+ F3 Z2 b7 r
DMA_InitTypeDef DMA1_Init;
8 P4 L" z4 S- F
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; z8 e7 e! |% B2 T2 ?5 _4 r! Z' r
% x& [' a# D* w+ @" E4 s8 ?
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); //使能DMA1时钟
! b% j) g# l% L& j/ w3 r% e5 b
: R/ \+ D2 `4 @8 q- E& N4 e) D/ p- z
//DMA_USART2_RX USART2->RAM的数据传输5 \4 J; S7 r0 E" T; q- [
DMA_DeInit(DMA1_Channel6); //将DMA的通道6寄存器重设为缺省值 ( m# Q) }8 k, r; R. m9 m
DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR); //启动传输前装入实际RAM地址$ X$ C, ]5 f9 O2 }, _6 R# g
DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf; //设置接收缓冲区首地址
4 q L$ s0 I# ^& [0 t. e
DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //数据传输方向，从外设读取到内存
8 [$ e5 c, K! j/ t! C
DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_RX_LEN; //DMA通道的DMA缓存的大小
1 B; v+ F6 j4 M" I9 K" B
DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
1 w) R/ r( E8 m N% \: c" Q4 p
DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增4 M4 ^* R; T8 w, d% u, Y/ w! F
DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
" ^) Y0 Z0 l) u; d0 y; X
DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
9 N5 Y3 W; K0 R$ L! A+ Z
DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式
! Z! K$ I! h4 h8 q( ]
DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有高优先级 / i( j6 a2 s1 X: a5 q9 \
DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
! t" ~ |: f& M
" C7 P, @: m+ E* {4 t7 U
DMA_Init(DMA1_Channel6,&DMA1_Init); //对DMA通道6进行初始化
8 i( q: Q& h& U" h- @7 O8 t
( f" j6 R! ~( r; m1 b4 C
//DMA_USART2_TX RAM->USART2的数据传输1 s a# w) Y6 C: L1 P% A, `( p
DMA_DeInit(DMA1_Channel7); //将DMA的通道7寄存器重设为缺省值 0 f' N2 [2 r$ a! |. V+ C0 n9 C
DMA1_Init.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DR); //启动传输前装入实际RAM地址
" w$ S/ T* e: h/ X5 O
DMA1_Init.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART2_TX_BUF; //设置发送缓冲区首地址3 V4 p$ Z; a# X& m/ \$ h) o
DMA1_Init.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向，从内存发送到外设
8 i) U" Y' [* E' l
DMA1_Init.DMA_BufferSize = USART2_MAX_TX_LEN; //DMA通道的DMA缓存的大小
; W/ O$ N$ j) b: f" [
DMA1_Init.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
1 R( G1 r, C9 k! o
DMA1_Init.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增; D9 W+ e1 n: x
DMA1_Init.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位1 U, E; u8 X X' P% l
DMA1_Init.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
" T4 y8 u0 [' C" c
DMA1_Init.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式
, q" S1 E4 z! g4 Z+ ?) P
DMA1_Init.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有高优先级 6 @! E4 X7 m& Z9 h+ w- a4 a
DMA1_Init.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
* E3 ~. V3 L6 v! C: I
- F9 `9 w$ p4 J- Y: B0 `" t
DMA_Init(DMA1_Channel7,&DMA1_Init); //对DMA通道7进行初始化
! C0 w9 `1 p- Y: M0 h
6 f2 F1 ^" o0 ]3 ]( i8 A1 W. d
//DMA1通道6 NVIC 配置; C e8 M* |3 w# f4 m
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel6_IRQn; //NVIC通道设置: i( y# V. p! C% F" ?
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ; //抢占优先级7 C" |4 N J: R! U: k' I* d
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级
! U7 {4 }7 m6 }- t. i4 _2 R5 w: R# ?4 K
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
# L* e4 c) C6 E9 ?4 b) A( g( D6 Q( g. @
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器/ E+ C' }) F1 z
8 i& C6 N5 T$ M
//DMA1通道7 NVIC 配置; M6 l: v# T$ Q7 f9 _* y2 F
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel7_IRQn; //NVIC通道设置/ b: M. @: F2 g2 F8 ~+ D2 Q& }$ O' w ~
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ; //抢占优先级2 @/ `1 v) C: O
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子优先级
5 M9 H: }- o. r1 X. x! v
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
) d6 ^, L# Y& \# _) M$ Y
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
. {6 V" }3 i) C
( E6 S4 T3 e( [) M- f) v7 ?' q
DMA_ITConfig(DMA1_Channel6,DMA_IT_TC,ENABLE); //开USART2 Rx DMA中断' c: ^' u. M# ~
DMA_ITConfig(DMA1_Channel7,DMA_IT_TC,ENABLE); //开USART2 Tx DMA中断
3 R" B- A: F0 J
! {* |5 N% j7 H( s
DMA_Cmd(DMA1_Channel6,ENABLE); //使DMA通道6停止工作
7 M3 S' T6 \% [
DMA_Cmd(DMA1_Channel7,DISABLE); //使DMA通道7停止工作
1 G/ R: N0 C# _7 H# j- ?; E
7 r W/ P# _- p) F" r# ^
USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); //开启串口DMA发送
- `0 V3 E* R9 u* }
USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE); //开启串口DMA接收, G& q% h) F/ W) D, w/ z2 X) T/ [
}
7 |/ l5 D1 Q+ _/ b" t, ?

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相应配置的讲解在《 STM32 | DMA配置和使用如此简单（超详细）》中讲解过，这里不再叙述，要注意的是，我们采用中断方式进行DMA传输。正常情况下，我们传输完数据要进行相应的处理，那我们怎么知道什么时候数据传输完成了呢？这时候就借助DMA传输完成中断。既然打开了中断，那一定要注意中断优先级，这里特别指出串口的中断优先级应低于串口DMA通道的中断优先级。

4、串口配置

前面已经完成了DMA的配置，而DMA是不能单独使用的，所以不要忘了配置要用到的串口USART2。

void Initial_UART2(unsigned long baudrate)
& i! \* ~- ?( I; B7 m8 p$ a$ H
{
7 x9 c: S- C$ s5 e6 [* F
//GPIO端口设置9 Y R5 P- c6 E: _; \
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
; e+ v* R+ f3 l6 O) R- R2 d# `# U0 A
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;7 q- @% d' H/ ]6 h/ h
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; * l2 D- N/ `, ~/ j% N1 v3 ~
% x/ Q% }. n2 s0 e
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART2，GPIOA时钟
6 v; p1 }$ e1 o( u5 N q6 k5 f! B
+ u- q j2 s l6 f
//USART2_TX GPIOA.2初始化
3 X: d* Y+ d: _7 T4 E
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
8 z; b0 T$ K( J/ w. E: l4 G, Y
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出: K& ?/ Y8 k: r" e
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //GPIO速率50MHz- o r. Y- |9 C! a3 Y) [: g" ]. D& v
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.2, j9 H6 G, G& c( F! d. l2 _# B
5 }* B: k* l( q4 i/ Y8 O& h
//USART2_RX GPIOA.3初始化( `+ ?" J4 d: F+ [
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //PA.3
0 K2 k @7 c6 s1 e% Q
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入! Y* o4 G/ q. ^; A E# Y
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.3
% _! A# v" w4 U4 a `! P! n @ b
+ i9 u- J# o- p7 f
//USART 初始化设置$ ?' w& h+ Y2 \( E' Y
USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate; //串口波特率
1 ^% k7 k. Z9 _( k# q* Y( t( J
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长为8位数据格式
3 f# _5 J- ]- X+ J0 _- y+ q
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位
2 j. t% n9 G2 W
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //无奇偶校验位* @( G) O3 w& ^& @; p" z
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件数据流控制
; A3 \) E. Z. q" i2 }. `2 j
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式4 i1 K3 |8 W4 f1 M9 l/ @# M5 O
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
5 S- u/ j3 Y) [. e' e9 u) b
* u% ?4 t( f7 g3 r1 U! U' j# q4 |
//中断开启设置
7 e+ C$ B/ q4 w# k2 w
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE); //开启检测串口空闲状态中断( F; }# O; }3 r) w: p0 x. M) R9 }7 S
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC); //清除USART2标志位
9 ~; T' v& F% q' Z9 ~
& j8 p' S; v/ P3 v9 M7 v/ ?% p
USART_Cmd(USART2, ENABLE); //使能串口2 K0 N9 k* e) ^6 `) x3 e. o
; T. Z |" b6 P ]8 |% A
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; //NVIC通道设置
% [' ~7 g' @$ p4 @2 C* z3 P
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8; //抢占优先级
0 u7 k- |) H$ O% j' E& s
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级
4 @& X7 i( h! o# U- j
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能& F8 ?; y; m) a( w4 l+ l+ }8 Q5 O
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
4 `" E- U c4 ]( e' a
/ {& s4 [ p ^3 r
DMA1_USART2_Init(); //DMA1_USART2初始化2 @) h Y# n& P9 [0 b
}
, V$ X0 v* l; `+ J0 Q
& E X# A2 e. Y g! O

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可以注意到，我这里定义的串口中断抢占优先级低于DMA中断的抢占优先级。细心点可以看到，我开启了串口空闲中断。为什么呢？因为通常情况下我们是不知道接收数据的长度的，这样我们是没有办法利用DMA传输完成标志位来判断是否完成接收，所以我们这里采用串口空闲中断来判断数据是否接收完成，接收完成了会进入串口空闲中断。串口配置的最后进行了串口2（USART2）DMA的初始化，这样直接初始化串口也直接包括了串口DMA的初始化，主函数初始化只需一步即可。

二、串口DMA的使用