用DMA实现printf

1万 · 2019-7-5 08:26

printf作为标准库常用的一个函数，应用在嵌入式系统里，只需要将fputc函数重定向到串口，就可以使用printf进行格式化打印了。但在嵌入式系统中，printf是一个相对比较占资源的函数，特别是stm32这种主频不高的处理器，调试过程中如果过多地使用printf甚至会影响程序本来的结果。stm32有DMA这种好东西，把程序运行过程中的调试信息通过DMA的方式打印出来，无疑提高了程序运行的效率。

要通过DMA方式把串口的内容格式化打印出来，重定向是不可能的了，唯一办法是自己实现一个printf函数。

1万 · 2019-7-5 08:26

下面是DMA串口1通道的配置，这里收发都配置了，如果只需要发送的话，只需要配置通道4即可。

根据STM32参考手册，使用DMA1的通道4和通道5来进行串口DMA的初始化。

1万 · 2019-7-5 08:27

再看看DMA的配置过程：

1. 在DMA_CPARx寄存器中设置外设寄存器的地址。发生外设数据传输请求时，这个地址将是数据传输的源或目标。

2. 在DMA_CMARx寄存器中设置数据存储器的地址。发生外设数据传输请求时，传输的数据将从这个地址读出或写入这个地址。

3. 在DMA_CNDTRx寄存器中设置要传输的数据量。在每个数据传输后，这个数值递减。

4. 在DMA_CCRx寄存器的PL[1:0]位中设置通道的优先级。

5. 在DMA_CCRx寄存器中设置数据传输的方向、循环模式、外设和存储器的增量模式、外设和存储器的数据宽度、传输一半产生中断或传输完成产生中断。

6. 设置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位，启动该通道。

概括一下就是设置号源地址，目的地址，传输数量，优先级，传输方向，传输模式，数据宽度等后，启动DMA。

1万 · 2019-7-5 08:27

DMA中断有3种方式：传输过半，传输完成，传输错误。常用的是后面两个，开启需要配置DMA_CCRx寄存器的1-3位（允许中断），DMA_ISR寄存器（中断状态寄存器），DMA_IFCR寄存器（标志清除寄存器）。

传输模式有普通模式和循环模式。普通模式，在一次传输完成后，需要重新状态该通道。循环模式，传输完成后地址递增，到最大长度后，返回原地址，适用于环形缓冲队列（DMA+环形队列接收是个非常不错的串口接收方式）。

串口使用DMA接收不定长数据，采用的是空闲中断方式。

1万 · 2019-7-5 08:27

下面看代码：

void _dma_Recv_init(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
{
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输

DMA_DeInit(DMA_CHx);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  //数据传输方向
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;  //工作在正常模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh; //DMA通道 x拥有高优先级
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);  //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);//使能DMA收
DMA_Cmd(DMA_CHx,ENABLE);
}

1万 · 2019-7-5 08:28

void _dma_Send_init(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
{
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输
  DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
DMA1_MEM_LEN=cndtr;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  //数据传输方向，从内存读取发送到外设
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  //工作在正常模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有中优先级
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC, ENABLE);
}

1万 · 2019-7-5 08:28

/*
*******************************************************************************
* 串口1DMA初始化
* 关闭RXNE和TC中断,开启IDLE
* 配置RX,TX传输的目的地址和源地址
*******************************************************************************
*/
void dbg_dma_config(void)
{
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC,DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);

_dma_Recv_init(DMA1_Channel5,(u32)&USART1->DR,(u32)_dbg_RXBuff,_dbgBuffSize);//RX
_dma_Send_init(DMA1_Channel4,(u32)&USART1->DR,(u32)_dbg_TXBuff,_dbgBuffSize);//TX
}

1万 · 2019-7-5 08:29

/*
*******************************************************************************
* 串口1初始化代码
*******************************************************************************
*/
void _dbgPort_Init(u32 baudrate)
{
USART1_Init_JAVE(baudrate);
dbg_dma_config( );
}

1万 · 2019-7-5 08:29

/*
*******************************************************************************
* 串口1发送函数
* 由于使用的是普通模式,在每次发送完成后,重装载通道
* 装载好通道后等待发送完成。
*******************************************************************************
*/
uint16_t USART1_SendBuffer(const char* buffer, uint16_t length)
{
u8 i=0;
if( (buffer==NULL) || (length==0) )
{
return 0;
}

DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4, length);
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
while(1)
{
if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4)!=RESET) //判断通道4传输完成
{
DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);//清除通道4传输完成标志
break;
}
}
return length;
}

1万 · 2019-7-5 08:30

/*
*******************************************************************************
* DMA方式的printf
*******************************************************************************
*/
void _dbg_printf(const char *format,...)
{
uint32_t length;
va_list args;

va_start(args, format);
length = vsnprintf((char*)_dbg_TXBuff, sizeof(_dbg_TXBuff), (char*)format, args);
va_end(args);
USART1_SendBuffer((const char*)_dbg_TXBuff,length);

}