第六十七章、CH32V103应用教程——USART-DMA

发表于 2021-1-27 10:43

本帖最后由 RISCVLAR 于 2021-1-27 10:43 编辑

CH32V103应用教程——USART-DMA

本章教程主要使用USART2和USART3通过DMA进行数据收发。

1、USART简介及相关函数介绍

USART模块支持DMA功能，可以利用DMA实现快速连续收发。当启用DMA时，USART状态寄存器（R32_USARTx_STATR）TXE被置1时，DMA就会从设定的内存空间向发送缓冲区写数据。当使用DMA接收时，每次RXNE置1后，DMA就会将接收缓冲区里的数据转移到特定的内存空间。

使用DMA进行发送

使用DMA进行发送，可以通过设置USART控制寄存器3（USARTx_CTLR3）上的DMAT位激活。当TXE位被置1时，DMA就从指定的SRAM区传送数据到USART数据寄存器（USARTx_DATAR）。为USART的发送分配一个DMA通道的步骤如下：

1. 在DMA控制寄存器上将USARTx_DATAR寄存器地址配置成DMA传输的目的地址。在每个TXE事件后，数据将被传送到这个地址。

2. 在DMA控制寄存器上将存储器地址配置成DMA传输的源地址。在每个TXE事件后，将从此存储器区读出数据并传送到USARTx_DATAR寄存器。

3. 在DMA控制寄存器中配置要传输的总的字节数。

4. 在DMA寄存器上配置通道优先级。

5. 根据应用程序的要求，配置在传输完成一半还是全部完成时产生DMA中断。

6. 在DMA寄存器上激活该通道。

当传输完成DMA控制器指定的数据量时， DMA控制器在该DMA通道的中断向量上产生一中断。

在发送模式下，当DMA传输完所有要发送的数据时，DMA控制器设置DMA 中断状态寄存器（DMA_INTFR）的TCIFx标志；监视USART状态寄存器（R32_USARTx_STATR）的TC标志可以确认USART通信是否结束，这样可以在关闭USART或进入停机模式之前避免破坏最后一次传输的数据；软件需要先等待TXE=1，再等待TC=1。

使用DMA进行接收

可以通过设置USART_CTLR3寄存器的DMAR位激活使用DMA进行接收，每次接收到一个字节，DMA控制器就就把数据从USARTx_DATAR寄存器传送到指定的SRAM区(参考DMA相关说明)。为USART的接收分配一个DMA通道的步骤如下：

1. 通过DMA控制寄存器把USARTx_DATAR寄存器地址配置成传输的源地址。在每个RXNE事件后，将从此地址读出数据并传输到存储器。

2. 通过DMA控制寄存器把存储器地址配置成传输的目的地址。在每个RXNE事件后，数据将从USARTx_DATAR传输到此存储器区。

3. 在DMA控制寄存器中配置要传输的总的字节数。

4. 在DMA寄存器上配置通道优先级。

5. 根据应用程序的要求配置在传输完成一半还是全部完成时产生DMA中断。

6. 在DMA控制寄存器上激活该通道。

当接收完成DMA控制器指定的传输量时，DMA控制器在该DMA通道的中断矢量上产生一中断。

本章教程不使用中断进行数据收发，因此不需要在程序中进行中断配置。

关于CH32V103 USART具体信息，可参考CH32V103应用手册。USART标准库函数在第三章节已介绍，在此不再赘述。

2、硬件设计

本章教程主要使用USART2和USART3通过DMA进行数据收发。将开发板USART2与USART3连接起来即可，具体连接方式如下：

硬件连线：PA2 —— PB11

PA3 —— PB10

3、软件设计

本章教程主要进行串口轮询收发模式演示，具体程序如下：

usart.h文件

复制

#ifndef __USART_H

#define __USART_H



#include "ch32v10x_conf.h"



/* Global typedef */

typedef enum

{

    FAILED = 0,

    PASSED = !FAILED

} TestStatus;



/* Global define */

#define TxSize1   100

#define TxSize2   100



extern u8 TxBuffer1[];

extern u8 TxBuffer2[];

extern u8 RxBuffer1[];

extern u8 RxBuffer2[];



void USARTx_CFG(void);

void DMA_INIT(void);

TestStatus Buffercmp(uint8_t* Buf1, uint8_t* Buf2, uint16_t BufLength);



#endif

usart.h文件主要进行相关定义和函数声明；

usart.c文件

复制



#include "usart.h"



/* Global Variable */

u8 TxBuffer1[] = "*Buffer1 Send from USART2 to USART3 using DMA!";     /* Send by UART2 */

u8 TxBuffer2[] = "#Buffer2 Send from USART3 to USART2 using DMA!";     /* Send by UART3 */

u8 RxBuffer1[TxSize1]={0};                                             /* USART2 Using  */

u8 RxBuffer2[TxSize2]={0};                                             /* USART3 Using  */



/*******************************************************************************

* Function Name  : USARTx_CFG

* Description    : Initializes the USART2 & USART3 peripheral.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void USARTx_CFG(void)

{



    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;



    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2|RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);



    /* USART2 TX-->A.2   RX-->A.3 */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* USART3 TX-->B.10  RX-->B.11 */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;

    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_Tx | USART_Mode_Rx;



    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);

    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);



    DMA_Cmd(DMA1_Channel7, ENABLE);                                    /* USART2 Tx */

    DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);                                    /* USART2 Rx */

    DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);                                    /* USART3 Tx */

    DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);                                    /* USART3 Rx */



    USART_Cmd(USART2, ENABLE);

    USART_Cmd(USART3, ENABLE);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : DMA_INIT

* Description    : Configures the DMA for USART2 & USART3.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void DMA_INIT(void)

{

    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);



    DMA_DeInit(DMA1_Channel7);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DATAR);  /* USART2->DATAR:0x40004404 */

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)TxBuffer1;

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = TxSize1;

    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_VeryHigh;

    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

    DMA_Init(DMA1_Channel7, &DMA_InitStructure);



    DMA_DeInit(DMA1_Channel6);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART2->DATAR);

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)RxBuffer1;

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = TxSize2;

    DMA_Init(DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure);



    DMA_DeInit(DMA1_Channel2);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART3->DATAR);  /* USART2->DATAR:0x40004804 */

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)TxBuffer2;

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = TxSize2;

    DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);



    DMA_DeInit(DMA1_Channel3);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART3->DATAR);

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)RxBuffer2;

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = TxSize1;

    DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : Buffercmp

* Description    : Compares two buffers

* Input          : Buf1,Buf2:buffers to be compared

*                  BufferLength: buffer's length

* Return         : PASSED: Buf1 identical to Buf2

*                  FAILED: Buf1 differs from Buf2

*******************************************************************************/

TestStatus Buffercmp(uint8_t* Buf1, uint8_t* Buf2, uint16_t BufLength)

{

  while(BufLength--)

  {

    if(*Buf1 != *Buf2)

    {

      return FAILED;

    }

    Buf1++;

    Buf2++;

  }

  return PASSED;

}

usart.c文件主要包括两个函数：USARTx_CFG函数、DMA_INIT函数和Buffercmp函数；USARTx_CFG函数主要进行串口2和串口3的初始化配置；DMA_INIT函数主要进行DMA初始化配置；Buffercmp函数主要进行发送数据和接收数据的比较。

main.c文件

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int main(void)

{

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    Delay_Init();

    USART_Printf_Init(115200);

    printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);



    printf("USART DMA TEST\r\n");

    DMA_INIT();

    USARTx_CFG();                                                 /* USART2 & USART3 INIT */

    USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx|USART_DMAReq_Rx,ENABLE);

    USART_DMACmd(USART3,USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx,ENABLE);

    while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC7) == RESET)             /* Wait until USART2 TX DMA1 Transfer Complete */

    {

    }

    while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC6) == RESET)             /* Wait until USART2 RX DMA1 Transfer Complete */

    {

    }

    while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC2) == RESET)             /* Wait until USART3 TX DMA1 Transfer Complete */

    {

    }

    while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC3) == RESET)             /* Wait until USART3 RX DMA1 Transfer Complete */

    {

    }

    TransferStatus1=Buffercmp(TxBuffer1,RxBuffer2,TxSize1);

    TransferStatus2=Buffercmp(TxBuffer2,RxBuffer1,TxSize2);



    if(TransferStatus1 && TransferStatus2)

    {

      printf("Send Success!\r\n");

    }

    else

    {

      printf("Send Fail!\r\n");

    }



    printf("TxBuffer1:%s\r\n",TxBuffer1);

    printf("RxBuffer1:%s\r\n",RxBuffer1);

    printf("TxBuffer2:%s\r\n",TxBuffer2);

    printf("RxBuffer2:%s\r\n",RxBuffer2);



    while(1)

    {

    }

}

main.c文件主要进行串口2、串口3的发送和接收。并将发送数据与接收数据进行比较。

4、下载验证

将编译好的程序下载到开发版并复位，串口打印如下：

发表于 2021-2-21 20:30

期待开发一个图形配置软件了。

发表于 2021-2-22 10:09

相当于单片机的CPU请来了一个搬运工。

发表于 2021-2-23 15:56

无论什么使用DMA都是不错的。

发表于 2022-12-4 14:59

例程的传输数据长度是固定的，如果是不定长的数据呢？
如果CH32V的芯片和HK32一样有串口超时中断就好了。

发表于 2023-3-22 22:53

logan0279 发表于 2022-12-4 14:59
例程的传输数据长度是固定的，如果是不定长的数据呢？
如果CH32V的芯片和HK32一样有串口超时中断就好了。 ...

有空闲IDLE中断，

发表于 2023-4-12 20:20

如何用dma控制usart发送数据

发表于 2023-4-12 21:01

如何通过DMA实现不定长USART接收

LIzs6 · 发表于 2023-4-12 22:16

串口波特率最大为多少

发表于 2023-6-10 12:09

触发DMA的方式有很多种的。比如说usart接收到数据后可以把数据通过DMA搬移出来

发表于 2023-6-10 12:33

spi1的dma可以和usart3的dma一起用么

发表于 2023-6-10 13:52

配置串口和 DMA，使能相应的时钟。

配置 DMA 通道的源地址、目的地址、传输数据量、传输模式等参数。其中，源地址为 USART 的数据寄存器地址，目的地址为数据缓冲区地址，传输数据量为每次传输的字节数，传输模式可以选择单次或循环传输。

配置 DMA 通道触发源为 USART 发送完成中断，并使能相应 DMA 通道和USART 发送中断。

在串口发送时，在中断函数中开启 DMA 传输，并将要发送的数据写入到 DMA 通道的数据缓冲区中。

等待 DMA 传输完成中断，并在中断函数中关闭 DMA 传输，清除相应中断标志位。

发表于 2023-6-13 20:48

串口波特率最大为多少

发表于 2023-6-13 22:18

usart的DMA方式发送一个数 ,程序怎么写?

发表于 2023-6-13 22:41

用DMA 中断方式发送,为什么发送完一帧数据后就死机

发表于 2023-6-13 23:12

usart中断标志位需要手动清除吗

发表于 2023-6-14 09:24

1、首先初始化USART，打开DMA1的外设时钟。2、其次初始化DMA数据流，使能中断其数据。3、最后即可请求dma了。

发表于 2023-6-14 10:17

在DMA传输完成中断中是否不能重新启动DMA

发表于 2023-6-14 10:24

DMA+串口，要先了解什么事件会触发DMA操作。

发表于 2023-6-14 10:33

CH32V103有多少个DMA控制器

[RISC-V MCU 应用开发] 第六十七章、CH32V103应用教程——USART-DMA

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