使用DMA从USART接收数据

只看该作者 · 2025-2-22 16:57

一个常见的DMA应用场景是从USART接收数据，并将其存储到内存中。

通过DMA，我们可以实现USART接收数据的高效传输，而不需要CPU干预。

以下是具体的应用实例：

配置USART和DMA
初始化USART：

配置USART为接收模式。
启用USART中断和DMA请求。
配置DMA：

配置DMA通道，用于将接收到的USART数据传输到内存中。
配置DMA的源地址为USART的数据寄存器，目标地址为接收缓冲区。
代码实现
以下是一个从USART接收数据并使用DMA存储到内存的实例代码：
c
#include "gd32e230.h"

#define BUFFER_SIZE 100
uint8_t rx_buffer[BUFFER_SIZE];  // 数据接收缓冲区

// 配置USART1
void usart_config(void) {
rcu_periph_clock_enable(RCPU_USART1); // 启用USART1时钟
rcu_periph_clock_enable(RCPU_GPIOA);    // 启用GPIOA时钟

// 配置PA9为USART1的TX引脚，PA10为USART1的RX引脚
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);  // TX
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);  // RX

// 配置USART1，波特率9600，8数据位，1停止位，无校验
usart_deinit(USART1);
usart_init(USART1, 9600, USART_WL_8BIT, USART_STB_1BIT, USART_PERR_NOPARITY);

// 启用USART1接收DMA请求
usart_dma_enable(USART1, USART_DMA_RECEIVE);
usart_enable(USART1);
}

// 配置DMA
void dma_config(void) {
// 启用DMA时钟
rcu_periph_clock_enable(RCPU_DMA);

// 配置DMA通道：将USART1的数据接收寄存器传输到rx_buffer
dma_channel_struct_init(&dma_init_struct);
dma_init_struct.peripheral_address = (uint32_t)&USART_DATA(USART1);  // USART1数据寄存器地址
dma_init_struct.memory_address = (uint32_t)rx_buffer;  // 数据存储到rx_buffer
dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;  // 外设到内存
dma_init_struct.number_of_data = BUFFER_SIZE;  // 传输100个字节
dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;  // 高优先级
dma_channel_init(DMA1, DMA_CHANNEL_4, &dma_init_struct);  // 配置DMA1通道4（USART1接收）

// 启用DMA通道
dma_channel_enable(DMA1, DMA_CHANNEL_4);
}

void dma_transfer_complete_irq(void) {
// 处理DMA完成中断，数据接收完成
if (dma_flag_get(DMA1, DMA_FLAG_TC4)) {
      // 处理接收到的数据，例如打印接收到的数据
      for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
         printf("Received data[%d]: %c\n", i, rx_buffer[i]);
      }

      // 清除DMA传输完成标志
      dma_flag_clear(DMA1, DMA_FLAG_TC4);
}
}

int main(void) {
usart_config();  // 配置USART1
dma_config(); // 配置DMA

while (1) {
      // CPU可以继续执行其他任务，DMA接收数据时，CPU可以不干预
      // 当DMA接收完成时，通过中断或标志通知CPU
}
}
说明
USART配置：通过usart_init()函数配置USART的波特率、数据位、停止位和校验方式。usart_dma_enable()函数启用USART的DMA接收请求。
DMA配置：通过dma_channel_init()函数配置DMA通道，指定源地址（USART的接收数据寄存器）和目标地址（接收缓冲区rx_buffer）。
DMA中断：在DMA传输完成后，可以启用DMA中断，通知CPU数据接收已完成。在dma_transfer_complete_irq()中断服务函数中，我们处理接收到的数据。
DMA传输的优势
自动化传输：DMA自动从USART接收数据并存储到内存，无需CPU的干预。
提高效率：数据传输速度比CPU轮询要快得多。
节省CPU资源：在DMA完成数据传输时，CPU可以处理其他任务，只有在传输完成时才需要处理相关数据。