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[应用相关] 干货 | STM32串口DMA收发机制

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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
DM, ST, STM32串口, 串口DMA, 收发机
1 前言

直接存储器访问（Direct Memory Access），简称DMA。DMA是CPU一个用于数据从一个地址空间到另一地址空间“搬运”（拷贝）的组件，数据拷贝过程不需CPU干预，数据拷贝结束则通知CPU处理。因此，大量数据拷贝时，使用DMA可以释放CPU资源。DMA数据拷贝过程，典型的有：

  • 内存—>内存，内存间拷贝
  • 外设—>内存，如uart、spi、i2c等总线接收数据过程
  • 内存—>外设，如uart、spi、i2c等总线发送数据过程

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相关帖子
 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:40 | 显示全部楼层
2 串口有必要使用DMA吗

串口(uart)是一种低速的串行异步通信，适用于低速通信场景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。对于小于或者等于115200bps波特率的，而且数据量不大的通信场景，一般没必要使用DMA，或者说使用DMA并未能充分发挥出DMA的作用。

对于数量大，或者波特率提高时，必须使用DMA以释放CPU资源，因为高波特率可能带来这样的问题：

  • 对于发送，使用循环发送，可能阻塞线程，需要消耗大量CPU资源“搬运”数据，浪费CPU
  • 对于发送，使用中断发送，不会阻塞线程，但需浪费大量中断资源，CPU频繁响应中断；以115200bps波特率，1s传输11520字节，大约69us需响应一次中断，如波特率再提高，将消耗更多CPU资源
  • 对于接收，如仍采用传统的中断模式接收，同样会因为频繁中断导致消耗大量CPU资源

因此，高波特率场景下，串口非常有必要使用DMA。


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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:41 | 显示全部楼层

3 实现方式


4877762aa8a27b7320.png
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:42 | 显示全部楼层
4 STM32串口使用DMA

关于STM32串口使用DMA，不乏一些开发板例程及网络上一些博主的使用教程。使用步骤、流程、配置基本大同小异，正确性也没什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作为学习过程没问题；实际项目使用缺乏严谨性，数据量大时可能导致数据异常。

测试平台:

  • STM32F030C8T6
  • UART1/UART2
  • DMA1 Channel2—Channel5
  • ST标准库
  • 主频48MHz（外部12MHz晶振）
  • 6763262aa8a76234db.png

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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:43 | 显示全部楼层
5 串口DMA接收
5.1 基本流程 5603362aa8a9b8224a.png
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:43 | 显示全部楼层
5.2 相关配置

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空闲中断

【3】配置DMA参数，使能DMA通道buf半满（传输一半数据）中断、buf溢满（传输数据完成）中断

为什么需要使用DMA 通道buf半满中断？

很多串口DMA模式接收的教程、例子，基本是使用了“空间中断”+“DMA传输完成中断”来接收数据。实质上这是存在风险的，当DMA传输数据完成，CPU介入开始拷贝DMA通道buf数据，如果此时串口继续有数据进来，DMA继续搬运数据到buf，就有可能将数据覆盖，因为DMA数据搬运是不受CPU控制的，即使你关闭了CPU中断。

严谨的做法需要做双buf，CPU和DMA各自一块内存交替访问，即是"乒乓缓存” ，处理流程步骤应该是这样：

【1】第一步，DMA先将数据搬运到buf1，搬运完成通知CPU来拷贝buf1数据 【2】第二步，DMA将数据搬运到buf2，与CPU拷贝buf1数据不会冲突 【3】第三步，buf2数据搬运完成，通知CPU来拷贝buf2数据 【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

5233762aa8acd3cee0.png

STM32F0系列DMA不支持双缓存（以具体型号为准）机制，但提供了一个buf"半满中断"，即是数据搬运到buf大小的一半时，可以产生一个中断信号。基于这个机制，我们可以实现双缓存功能，只需将buf空间开辟大一点即可。

【1】第一步，DMA将数据搬运完成buf的前一半时，产生“半满中断”，CPU来拷贝buf前半部分数据 【2】第二步，DMA继续将数据搬运到buf的后半部分，与CPU拷贝buf前半部数据不会冲突 【3】第三步，buf后半部分数据搬运完成，触发“溢满中断”，CPU来拷贝buf后半部分数据 【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

2670962aa8ad676b81.png

UART2 DMA模式接收配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

  • 串口接收，DMA通道工作模式设为连续模式
  • 使能DMA通道接收buf半满中断、溢满（传输完成）中断
  • 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
  • 复制
    1. void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
      

    2. {
      

    3.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
      

    4.  
      

    5.  DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
      

    6.  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
      

    7.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->RDR);/* UART2接收数据地址 */
      

    8.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */
      

    9.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 传输方向:外设->内存 */
      

    10.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; /* 接收buf大小 */
      

    11.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
      

    12.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
      

    13.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
      

    14.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
      

    15.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular; /* 连续模式 */
      

    16.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh; 
      

    17.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
      

    18.  DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); 
      

    19.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、溢满、错误中断 */
      

    20.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5); /* 清除相关状态标识 */
      

    21.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
      

    22.  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
      

    23. }
    DMA 错误中断“DMA_IT_TE”，一般用于前期调试使用，用于检查DMA出现错误的次数，发布软件可以不使能该中断。


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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:47 | 显示全部楼层
5.3 接收处理
基于上述描述机制，DMA方式接收串口数据，有三种中断场景需要CPU去将buf数据拷贝到fifo中，分别是：

DMA通道buf溢满（传输完成）场景
DMA通道buf半满场景
串口空闲中断场景
前两者场景，前面文章已经描述。串口空闲中断指的是，数据传输完成后，串口监测到一段时间内没有数据进来，则触发产生的中断信号。
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:49 | 显示全部楼层
5.3 .1 接收数据大小
数据传输过程是随机的，数据大小也是不定的，存在几类情况：

数据刚好是DMA接收buf的整数倍，这是理想的状态
数据量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此时会触发串口空闲中断
因此，我们需根据“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空间大小”、“上一次接收的总数据大小”来计算当前接收的数据大小。
复制
  1. /* 获取DMA通道接收buf剩余空间大小 */
    

  2. uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

DMA通道buf溢满场景计算
复制
  1. 接收数据大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的总数据大小

DMA通道buf溢满中断处理函数：
复制
  1. void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.    uint16_t recv_size;
    

  4.  
    

  5.  recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
    


  6. 

  7.  fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
    

  8.        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
    


  9. 

  10.  s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
    

  11. }

DMA通道buf半满场景计算
复制
  1. 接收数据大小 = DMA通道接收总数据大小 - 上一次接收的总数据大小
    


  2. 

  3. DMA通道接收总数据大小 = DMA通道buf大小 - DMA通道buf剩余空间大小

DMA通道buf半满中断处理函数：
复制
  1. void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.    uint16_t recv_total_size;
    

  4.    uint16_t recv_size;
    

  5.  
    

  6.  if(uart_id == 0)
    

  7.  {
    

  8.     recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
    

  9.  }
    

  10.  else if (uart_id == 1)
    

  11.  {
    

  12.   recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
    

  13.  }
    

  14.  recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
    

  15.  
    

  16.  fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
    

  17.        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
    

  18.  s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 记录接收总数据大小 */
    

  19. }

串口空闲中断场景计算

串口空闲中断场景的接收数据计算与“DMA通道buf半满场景”计算方式是一样的。

串口空闲中断处理函数：
复制
  1. void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.    uint16_t recv_total_size;
    

  4.    uint16_t recv_size;
    

  5.  
    

  6.  if(uart_id == 0)
    

  7.  {
    

  8.     recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
    

  9.  }
    

  10.  else if (uart_id == 1)
    

  11.  {
    

  12.   recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
    

  13.  }
    

  14.  recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
    

  15.  s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size;
    

  16.  fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
    

  17.        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
    

  18.  s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;
    

  19. }

注：串口空闲中断处理函数，除了将数据拷贝到串口接收fifo中，还可以增加特殊处理，如作为串口数据传输完成标识、不定长度数据处理等等。
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:50 | 显示全部楼层
5.3.2 接收数据偏移地址
将有效数据拷贝到fifo中，除了需知道有效数据大小外，还需知道数据存储于DMA 接收buf的偏移地址。有效数据偏移地址只需记录上一次接收的总大小即,可，在DMA通道buf全满中断处理函数将该值清零，因为下一次数据将从buf的开头存储。

在DMA通道buf溢满中断处理函数中将数据偏移地址清零：
复制
  1. void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.   /* todo */
    

  4.  s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
    

  5. }

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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:52 | 显示全部楼层
5.4 应用读取串口数据方法
经过前面的处理步骤，已将串口数据拷贝至接收fifo，应用程序任务只需从fifo获取数据进行处理。前提是，处理效率必须大于DAM接收搬运数据的效率，否则导致数据丢失或者被覆盖处理。
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:52 | 显示全部楼层
6 串口DMA发送
5.1 基本流程 8843362aa8ccf9f383.png

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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:53 | 显示全部楼层
5.2 相关配置
关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA发送模式

【3】配置DMA发送通道，这一步无需在初始化设置，有数据需要发送时才配置使能DMA发送通道

UART2 DMA模式发送配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

串口发送是，DMA通道工作模式设为单次模式（正常模式），每次需要发送数据时重新配置DMA
使能DMA通道传输完成中断，利用该中断信息处理一些必要的任务，如清空发送状态、启动下一次传输
启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
复制
  1. void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
    

  2. {
    

  3.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    

  4.  
    

  5.  DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
    

  6.  DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
    

  7.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->TDR);/* UART2发送数据地址 */
    

  8.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  /* 发送数据buf */
    

  9.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 传输方向:内存->外设 */
    

  10.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;    /* 发送数据buf大小 */
    

  11.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
    

  12.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
    

  13.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    

  14.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    

  15.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal;   /* 单次模式 */
    

  16.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High;  
    

  17.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
    

  18.  DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
    

  19.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); /* 使能传输完成中断、错误中断 */
    

  20.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4); /* 清除发送完成标识 */
    

  21.  DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); /* 启动DMA发送 */
    

  22. }
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:54 | 显示全部楼层
5.3 发送处理
串口待发送数据存于发送fifo中，发送处理函数需要做的的任务就是循环查询发送fifo是否存在数据，如存在则将该数据拷贝到DMA发送buf中，然后启动DMA传输。前提是需要等待上一次DMA传输完毕，即是DMA接收到DMA传输完成中断信号"DMA_IT_TC"。

串口发送处理函数：
复制
  1. void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.    uint16_t size = 0;
    

  4.  
    

  5.  if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)
    

  6.     {
    

  7.         return;
    

  8.     }
    

  9.  size = fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
    

  10.       s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
    

  11.  if (size != 0)
    

  12.  {
    

  13.         s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;
    

  14.     if (uart_id == 0)
    

  15.   {
    

  16.             s_uart_dev[uart_id].status = 0x01; /* DMA发送状态 */
    

  17.      bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
    

  18.   }
    

  19.   else if (uart_id == 1)
    

  20.   {
    

  21.             s_uart_dev[uart_id].status = 0x01; /* DMA发送状态,必须在使能DMA传输前置位，否则有可能DMA已经传输并进入中断 */
    

  22.    bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
    

  23.   }
    

  24.  }
    

  25. }

注意发送状态标识，必须先置为“发送状态”，然后启动DMA 传输。如果步骤反过来，在传输数据量少时，DMA传输时间短，“DMA_IT_TC”中断可能比“发送状态标识置位”先执行，导致程序误判DMA一直处理发送状态（发送标识无法被清除）。
注：关于DMA发送数据启动函数，有些博客文章描述只需改变DMA发送buf的大小即可；经过测试发现，该方法在发送数据量较小时可行，数据量大后，导致发送失败，而且不会触发DMA发送完成中断。因此，可靠办法是：每次启动DMA发送，重新配置DMA通道所有参数。该步骤只是配置寄存器过程，实质上不会占用很多CPU执行时间。
DMA传输完成中断处理函数：
复制
  1. void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id)
    

  2. {
    

  3.   s_uart_dev[uart_id].status = 0; /* 清空DMA发送状态标识 */
    

  4. }


上述串口发送处理函数可以在几种情况调用：

主线程任务调用，前提是线程不能被其他任务阻塞，否则导致fifo溢出
复制
  1. void thread(void)
    

  2. {
    

  3.     uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    

  4.     uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
    

  5. }


定时器中断中调用
复制
  1. void TIMx_IRQHandler(void)
    

  2. {
    

  3.     uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    

  4.     uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
    

  5. }

DMA通道传输完成中断中调用
复制
  1. void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
    

  2. {
    

  3.  if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
    

  4.  {
    

  5.   UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
    

  6.   DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
    

  7.   uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
    

  8.  }
    

  9. }

每次拷贝多少数据量到DMA发送buf：

关于这个问题，与具体应用场景有关，遵循的原则就是：只要发送fifo的数据量大于等于DMA发送buf的大小，就应该填满DMA发送buf，然后启动DMA传输，这样才能充分发挥会DMA性能。因此，需兼顾每次DMA传输的效率和串口数据流实时性，参考着几类实现：

周期查询发送fifo数据，启动DMA传输，充分利用DMA发送效率，但可能降低串口数据流实时性
实时查询发送fifo数据，加上超时处理，理想的方法
在DMA传输完成中断中处理，保证实时连续数据流
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:55 | 显示全部楼层

6 串口设备
6.1 数据结构

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  1. /* 串口设备数据结构 */
    

  2. typedef struct
    

  3. {
    

  4.  uint8_t status;   /* 发送状态 */
    

  5.  _fifo_t tx_fifo;  /* 发送fifo */
    

  6.  _fifo_t rx_fifo;  /* 接收fifo */
    

  7.  uint8_t *dmarx_buf;  /* dma接收缓存 */
    

  8.  uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收缓存大小*/
    

  9.  uint8_t *dmatx_buf;  /* dma发送缓存 */
    

  10.  uint16_t dmatx_buf_size;/* dma发送缓存大小 */
    

  11.  uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收数据大小 */
    

  12. }ua


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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:56 | 显示全部楼层
6.2 对外接口
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  1. /* 串口注册初始化函数 */
    

  2. void uart_device_init(uint8_t uart_id)
    

  3. {
    

  4.    if (uart_id == 1)
    

  5.  {
    

  6.   /* 配置串口2收发fifo */
    

  7.   fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, &s_uart2_tx_buf[0], 
    

  8.                       sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
    

  9.   fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, &s_uart2_rx_buf[0], 
    

  10.                       sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
    

  11.   
    

  12.   /* 配置串口2 DMA收发buf */
    

  13.   s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf = &s_uart2_dmarx_buf[0];
    

  14.   s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
    

  15.   s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf = &s_uart2_dmatx_buf[0];
    

  16.   s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
    

  17.   bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf, 
    

  18.           sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
    

  19.   s_uart_dev[uart_id].status  = 0;
    

  20.  }
    

  21. }
    


  22. 

  23. /* 串口发送函数 */
    

  24. uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size)
    

  25. {
    

  26.  return fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);
    

  27. }
    


  28. 

  29. /* 串口读取函数 */
    

  30. uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size)
    

  31. {
    

  32.  return fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);
    

  33. }
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 楼主| LEDyyds 发表于 2022-6-16 09:57 | 显示全部楼层
8 完整源码

代码仓库：https://github.com/Prry/stm32f0-uart-dma

串口&DMA底层配置：

复制
  1. #include <stddef.h>
    

  2. #include <stdint.h>
    

  3. #include <stdbool.h>
    

  4. #include "stm32f0xx.h"
    

  5. #include "bsp_uart.h"
    


  6. 

  7. /**
    

  8.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  
    

  9.  * @param  
    

  10.  * @retval 
    

  11.  */
    

  12. static void bsp_uart1_gpio_init(void)
    

  13. {
    

  14.     GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
    

  15. #if 0
    

  16.  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
    

  17.  
    

  18.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_0);
    

  19.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_0); 
    

  20.  
    

  21.  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    

  22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    

  23.  GPIO_InitStructure.GPIO_OType  = GPIO_OType_PP;
    

  24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_Level_3;
    

  25.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    

  26.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    

  27. #else
    

  28.  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
    

  29.  
    

  30.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    

  31.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1); 
    

  32.  
    

  33.  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    

  34.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    

  35.  GPIO_InitStructure.GPIO_OType  = GPIO_OType_PP;
    

  36.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_Level_3;
    

  37.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    

  38.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  39. #endif
    

  40. }
    


  41. 

  42. /**
    

  43.  * @brief  
    

  44.  * @param  
    

  45.  * @retval 
    

  46.  */
    

  47. static void bsp_uart2_gpio_init(void)
    

  48. {
    

  49.  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  50.  
    

  51.  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
    

  52.  
    

  53.  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_1);
    

  54.  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_1);
    

  55.  
    

  56.  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
    

  57.  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    

  58.  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    

  59.  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    

  60.  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    

  61.  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  62. }
    


  63. 

  64. /**
    

  65.  * @brief  
    

  66.  * @param  
    

  67.  * @retval 
    

  68.  */
    

  69. void bsp_uart1_init(void)
    

  70. {
    

  71.  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    

  72.  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    

  73.  
    

  74.  bsp_uart1_gpio_init();
    

  75.  
    

  76.  /* 使能串口和DMA时钟 */
    

  77.  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    

  78.  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    

  79.  
    

  80.  USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
    

  81.  USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
    

  82.  USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
    

  83.  USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
    

  84.  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    

  85.  USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    

  86.  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    

  87.  
    

  88.  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); /* 使能空闲中断 */
    

  89.  USART_OverrunDetectionConfig(USART1, USART_OVRDetection_Disable);
    

  90.  
    

  91.  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    

  92.  USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); /* 使能DMA收发 */
    


  93. 

  94.  /* 串口中断 */
    

  95.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART1_IRQn;
    

  96.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
    

  97.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
    

  98.  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    


  99. 

  100.  /* DMA中断 */
    

  101.    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel      = DMA1_Channel2_3_IRQn;       
    

  102.    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
    

  103.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
    

  104.    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    

  105. }
    


  106. 

  107. /**
    

  108.  * @brief  
    

  109.  * @param  
    

  110.  * @retval 
    

  111.  */
    

  112. void bsp_uart2_init(void)
    

  113. {
    

  114.  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    

  115.  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    

  116.  
    

  117.  bsp_uart2_gpio_init();
    

  118.  
    

  119.  /* 使能串口和DMA时钟 */
    

  120.  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    

  121.  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
    


  122. 

  123.  USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
    

  124.  USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
    

  125.  USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
    

  126.  USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
    

  127.  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    

  128.  USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    

  129.  USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
    

  130.  
    

  131.  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE); /* 使能空闲中断 */
    

  132.  USART_OverrunDetectionConfig(USART2, USART_OVRDetection_Disable);
    

  133.  
    

  134.  USART_Cmd(USART2, ENABLE);
    

  135.  USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE);  /* 使能DMA收发 */
    


  136. 

  137.  /* 串口中断 */
    

  138.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART2_IRQn;
    

  139.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
    

  140.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
    

  141.  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    


  142. 

  143.  /* DMA中断 */
    

  144.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = DMA1_Channel4_5_IRQn;       
    

  145.    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
    

  146.  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
    

  147.    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    

  148. }
    


  149. 

  150. void bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
    

  151. {
    

  152.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    

  153.  
    

  154.  DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
    

  155.  DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
    

  156.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART1->TDR);
    

  157.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; 
    

  158.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 传输方向:内存->外设 */
    

  159.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; 
    

  160.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
    

  161.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
    

  162.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    

  163.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    

  164.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal; 
    

  165.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High; 
    

  166.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
    

  167.  DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);  
    

  168.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); 
    

  169.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2); /* 清除发送完成标识 */
    

  170.  DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); 
    

  171. }
    


  172. 

  173. void bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
    

  174. {
    

  175.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    

  176.  
    

  177.  DMA_DeInit(DMA1_Channel3); 
    

  178.  DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);
    

  179.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART1->RDR);
    

  180.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; 
    

  181.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 传输方向:外设->内存 */
    

  182.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; 
    

  183.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
    

  184.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
    

  185.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    

  186.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    

  187.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular; 
    

  188.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh; 
    

  189.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
    

  190.  DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure); 
    

  191.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
    

  192.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3);
    

  193.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3);
    

  194.  DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); 
    

  195. }
    


  196. 

  197. uint16_t bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void)
    

  198. {
    

  199.  return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3); /* 获取DMA接收buf剩余空间 */
    

  200. }
    


  201. 

  202. void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
    

  203. {
    

  204.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    

  205.  
    

  206.  DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
    

  207.  DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
    

  208.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->TDR);
    

  209.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; 
    

  210.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 传输方向:内存->外设 */
    

  211.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; 
    

  212.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
    

  213.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
    

  214.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    

  215.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    

  216.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal; 
    

  217.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High; 
    

  218.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
    

  219.  DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
    

  220.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); 
    

  221.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4); /* 清除发送完成标识 */
    

  222.  DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); 
    

  223. }
    


  224. 

  225. void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
    

  226. {
    

  227.    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    

  228.  
    

  229.  DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
    

  230.  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
    

  231.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->RDR);
    

  232.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; 
    

  233.  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 传输方向:外设->内存 */
    

  234.  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; 
    

  235.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable; 
    

  236.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable; 
    

  237.  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
    

  238.  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    

  239.  DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular; 
    

  240.  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh; 
    

  241.  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable; 
    

  242.  DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); 
    

  243.  DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、全满、错误中断 */
    

  244.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);
    

  245.  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
    

  246.  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
    

  247. }
    


  248. 

  249. uint16_t bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void)
    

  250. {
    

  251.  return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); /* 获取DMA接收buf剩余空间 */
    

  252. }

压力测试：

  • 1.5Mbps波特率，串口助手每毫秒发送1k字节数据，stm32f0 DMA接收数据，再通过DMA发送回串口助手，毫无压力。
  • 1.5Mbps波特率，可传输大文件测试，将接收数据保存为文件，与源文件比较。
  • 串口高波特率测试需要USB转TLL工具及串口助手都支持才可行，推荐CP2102、FT232芯片的USB转TTL工具。
385162aa8df44f957.png

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dongnanxibei 发表于 2022-7-4 13:01 | 显示全部楼层
学习啦
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Uriah 发表于 2022-10-3 15:22 | 显示全部楼层

我也将样式更改为快速返回而不是单返回语句
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mollylawrence 发表于 2022-10-10 20:08 | 显示全部楼层
STM32的DMA串口循环模式如何设置发送周期?
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sesefadou 发表于 2022-10-10 20:22 | 显示全部楼层
stm32 串口dma最多发送多少个   
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