【APM32F402R Micro-EVB】05:DMA与空闲中断完成数据的收发

一：串口中断接收的通讯方式：
1.0 在APM32F402中，串口接收数据时的经常使用的方式就是使用CPU的串口中断的方式，即串口每次接收到一个字节时候，就会产生串口中断，将接收到数据放到接收数组内，同时清除标志位。这种接收方式比较简单，之前的学习记录中也尝试过该接收方式，这种接收方式比较浪费CPU的资源。在串口通讯中，经常会遇到接收不定长的数据，这时候没有必要采用上述方式进行数据的接收处理，使用官方提供的串口接收函数对串口接收中断的，再到中断处理函数，CPU需要执行很多的程序，频繁的中断为CPU的运行增加了不少的负担，也可能会出现接收出错的情况，而且不确定接收数据长度时，也不确定处理函数应该何时进行处理。
　　为了解决上述问题，我们尝试使用串口的空闲中断与DMA接收数据，即CPU触发的空闲中断时，告知CPU本次接收数据完成了，可以进行下一步骤的处理；当然串口中断判断的依据，我个人的理解就是：使用串口与DMA接收字节数据时，当串口检测到在1-2个字节通讯时间内，串口没有接收到数据时，就会判定串口空闲了，使用DMA将数据拷贝到其他数据内进行处理即可。
1.1  我们先来了解一下APM32F402的DMA知识：
DMA(Direct Memory Access:直接存储器存取)在无须 CPU 干预的情况下,可实现外设与存储器或存储器与存储器之间数据的高速传输，从而节省 CPU 资源来做其他操作。
产品一共有两个 DMA 控制器，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道。每个通道可管理多个 DMA 请求，但每个通道同一时刻只能响应1个 DMA 请求。每个通道可设置优先级，仲裁器可根据通道的优先级协调各个DMA通道对应的 DMA请求的优先级。
1.2 DMA的主要特征：
  (一)  DMA1有7个通道，DMA2有5个通道
（二）数据传输有三种:外设到存储器、存储器到外设、存储器到存储器
（三）每个通道都有连接专门的硬件 DMA 请求
（四）多个请求同时发生时支持软件优先级和硬件优先级
（五）每个通道都有3个事件标志和独立中断
（六）支持循环传输模式
（七）数据传输数目可编程，最大到 65535
1.3 串口1对应的串口通道：

每一个 DMA 通道都有三种类型的中断事件，分别是:传输过半(HT)、传输完成(TC)、传输错误(TE)。
（一）传输过半的中断事件标志位为HT**，中断使能控制位为 HTINTEN
（二）传输完成的中断事件标志位为TC**，中断使能控制位为TCINTEN
（三）传输错误的中断事件标志位为TERR**，中断使能控制位为TERRINTEN
这里为了方便，我只编写和调试了传输完成（TC）的处理部分
二：软件编写过程如下：
2.1 串口1使能DMA发送配置过程：
初始化部分：

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        RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_DMA1);       

        dmaConfigStruct.bufferSize          = sendlength1;

        dmaConfigStruct.memoryDataSize      = DMA_MEMORY_DATA_SIZE_BYTE;

        dmaConfigStruct.memoryInc           = DMA_MEMORY_INC_ENABLE;

        dmaConfigStruct.loopMode            = DMA_MODE_NORMAL;

        dmaConfigStruct.peripheralBaseAddr  = (uint32_t) (&(USART1->DATA));

        dmaConfigStruct.peripheralDataSize  = DMA_PERIPHERAL_DATA_SIZE_BYTE;

        dmaConfigStruct.peripheralInc       = DMA_PERIPHERAL_INC_DISABLE;

        dmaConfigStruct.priority            = DMA_PRIORITY_HIGH;

        /* USART TX DMA*/

        dmaConfigStruct.dir                 = DMA_DIR_PERIPHERAL_DST;

        dmaConfigStruct.memoryBaseAddr      = (uint32_t)SendBuffer1;

        DMA_Config(DMA1_Channel4, &dmaConfigStruct);

        USART_EnableDMA(USART1,USART_DMA_TX);

        DMA_Enable(DMA1_Channel4);

//        USART_EnableDMA(USART1,USART_DMA_TX_RX);

        while(USART_ReadStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXC) == RESET)

        {

        }

        while(DMA_ReadStatusFlag(DMA1_FLAG_TC4) == RESET)

        {

        }

        /* Clear USART DMA flags*/

        DMA_ClearStatusFlag(DMA1_FLAG_TC4);

        USART_ClearStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXC);

重新编写串口1的发送函数，使用DMA发送方式：

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/**

 * @brief   bool SendDataToUSART1(int length)

 *

 * @param   DMA需要发送字节个数

 *

 * @retval  None

 */

char SendDataToUSART1(int length)

{   

  DMA_Disable(DMA1_Channel4);

  DMA_ConfigDataNumber(DMA1_Channel4,length);

  DMA_Enable(DMA1_Channel4);

  return 1;

}

这里当时自己写了一个DMA的初始化配置，存在问题，导致DMA的发送存在问题，后来在官方的帮助下，解决了，自己重写函数判断标志位的程序位置写错了。当我们使用启动DMA发送时，可以直接移植官方的DMA发送过程，然后再次发送时，可以使用我上面的代码就可以，亲测通过，很稳定。
2.2 DMA接收的配置过程：

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// 接收DMA配置

        dmaConfigStruct.bufferSize          = reclength1;

        dmaConfigStruct.memoryDataSize      = DMA_MEMORY_DATA_SIZE_BYTE;

        dmaConfigStruct.memoryInc           = DMA_MEMORY_INC_ENABLE;

        dmaConfigStruct.loopMode            = DMA_MODE_NORMAL;

        dmaConfigStruct.peripheralBaseAddr  = (uint32_t) (&(USART1->DATA));

        dmaConfigStruct.peripheralDataSize  = DMA_PERIPHERAL_DATA_SIZE_BYTE;

        dmaConfigStruct.peripheralInc       = DMA_PERIPHERAL_INC_DISABLE;

        dmaConfigStruct.priority            = DMA_PRIORITY_HIGH;



        /* USART RX DMA*/

        dmaConfigStruct.dir                 = DMA_DIR_PERIPHERAL_SRC;

        dmaConfigStruct.memoryBaseAddr      = (uint32_t)RecBuffer1;

        DMA_Config(DMA1_Channel5, &dmaConfigStruct);



        DMA_Enable(DMA1_Channel5);

        

        /* Enable USART DMA RX request*/

        USART_EnableDMA(USART1,USART_DMA_RX);

这里需要注意的是，需要使能串口1的空闲中断，如下所示：

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 USART_EnableInterrupt(USART1, USART_INT_RXBNE);//开启串口接收中断

USART_EnableInterrupt(USART1, USART_INT_IDLE);  //开启空闲中断

然后编写空闲中断的回调函数就可以了。如下所示：

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/**

 * @brief   void usart1_DMARX_callback(void)

 *

 * @param   

 *

 * @retval  None

 */



void usart1_DMARX_callback(void)

{

        uint8_t data;

        if(USART_ReadIntFlag(USART1, USART_INT_IDLE) != RESET)

        {

                data = USART1->DATA; 

                USART_ClearIntFlag(USART1,USART_INT_IDLE);

                // 实际接收到的数据　= 定义的接收数据大小 - 当前接收buffer剩余个数

                usart1_rx_len = sizeof(RecBuffer1) - DMA_ReadDataNumber(DMA1_Channel5);

                memcpy(SendBuffer1, RecBuffer1, usart1_rx_len);        

                SendDataToUSART1(usart1_rx_len);

                DMA_ClearStatusFlag(DMA1_FLAG_TC5);                

                DMA_Disable(DMA1_Channel5);                                                            // 关闭接收DMA

                DMA_ConfigDataNumber(DMA1_Channel5, sizeof(RecBuffer1));     // 重新写入要传输的数据数量

                DMA_Enable(DMA1_Channel5); 

        }

}

三：实测图片如下所示：


使用DMA+空闲中断的方式，在接收不定长的数据时，还有有一定的优越性的，可以方便为CPU减轻负担，不用频繁的进入中断，只是我们在编写代码的时候，还是需要注意下何时清除状态位。

空闲中断的优势还是相当明显的

DMA的硬件搬运数据效率确实很高，要学会好好运用这个功能。

我也喜欢使用DMA做为串口收发的外设接口。

记忆花园 发表于 2025-8-25 17:41
空闲中断的优势还是相当明显的

啊 非常可观

cooldog123pp 发表于 2025-8-25 18:29
DMA的硬件搬运数据效率确实很高，要学会好好运用这个功能。

对对，效果很好

发光的梦 发表于 2025-8-26 10:00
我也喜欢使用DMA做为串口收发的外设接口。

嗯嗯 感谢 等等我弄好了测评，把代码放出来，现在代码写的有些乱