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第六十七章、CH32V103应用教程——USART-DMA

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RISCVLAR|  楼主 | 2021-1-27 10:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
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
#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

#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
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:
图片1.png

66、USART-DMA.rar

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htmlme| | 2021-2-21 20:30 | 显示全部楼层
期待开发一个图形配置软件了。  

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xinpian101| | 2021-2-22 10:09 | 显示全部楼层
相当于单片机的CPU请来了一个搬运工。

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答案很长吧| | 2021-2-23 15:56 | 显示全部楼层
无论什么使用DMA都是不错的。

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logan0279| | 2022-12-4 14:59 | 显示全部楼层
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。

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kissdb| | 2023-3-22 22:53 | 显示全部楼层
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,

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timfordlare| | 2023-4-12 20:20 | 显示全部楼层
如何用dma控制usart发送数据

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xiaoyaodz| | 2023-4-12 21:01 | 显示全部楼层
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tifmill| | 2023-4-12 22:16 | 显示全部楼层
串口波特率最大为多少               

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LIzs6 2023-4-13 10:43 回复TA
最大可配置9Mbps 
kkzz| | 2023-6-10 12:09 | 显示全部楼层
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

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yorkbarney| | 2023-6-10 12:33 | 显示全部楼层
spi1的dma可以和usart3的dma一起用么

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primojones| | 2023-6-10 13:52 | 显示全部楼层
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。

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mikewalpole| | 2023-6-13 20:48 | 显示全部楼层
串口波特率最大为多少              

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plsbackup| | 2023-6-13 22:18 | 显示全部楼层
usart的DMA方式发送 一个数 ,程序怎么写?

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rosemoore| | 2023-6-13 22:41 | 显示全部楼层
用DMA 中断方式发送,为什么发送完一帧数据后就死机

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minzisc| | 2023-6-13 23:12 | 显示全部楼层
usart中断标志位需要手动清除吗

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mollylawrence| | 2023-6-14 09:24 | 显示全部楼层
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。

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maqianqu| | 2023-6-14 10:17 | 显示全部楼层
在DMA传输完成中断中是否不能重新启动DMA

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burgessmaggie| | 2023-6-14 10:24 | 显示全部楼层
DMA+串口,要先了解什么事件会触发DMA操作。

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linfelix| | 2023-6-14 10:33 | 显示全部楼层
CH32V103有多少个DMA控制器

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