STM32F103 串口 +DMA中断实现数据收发

    串口DMA系列文章一共两篇,分别是利用DMA + 空闲中断实现不定长数据的收发,另一篇是使用DMA中断实现定长数据的收发,文章链接如下:
    01 STM32F103 串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据收发
    02 STM32F103 串口 +DMA中断实现数据收发

    上一篇串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据收发
     讲了 串口 + DMA空闲中断实现不定长数据收发的功能,除了利用空闲中断实现数据收发,还可以利用DMA的中断实现数据的收发,不同之处是后者不能实现不定长数据的接收,本文讲解DMA中断的方式实现数据的收发。

1. 代码讲解

1.1 uart_dma.c

    使用DMA的中断时,无需配置串口的中断

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "stm32f10x_dma.h"
#include "misc.h"

#include "systick.h"
#include "uart_dma.h"

uint8_t uart1RecvData[32] = {
    0};    // 接收数据缓冲区
uint8_t uart1RecvFlag = 0;          // 接收完成标志位
uint8_t uart1RecvLen = 0;           // 接收的数据长度

uint8_t uart1SendData[32] = {
    0};    // 发送数据缓冲区
uint8_t uart1SendFlag = 0;          // 发送完成标志位


/* 串口1 GPIO引脚初始化 */
void Uart1GpioInit(void)
{
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   // 使能GPIOA时钟
	
	/************ ↓ RS485 相关 ↓ ************/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);   // 使能GPIOD时钟
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    // 输入输出使能引脚 推挽输出
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_EN_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(UART1_EN_PORT, &GPIO_InitStruct);     // PD1
    Uart1RxEnable();    // 初始化接收模式
    /************ ↑ RS485 相关 ↑ ************/
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    // TX 推挽输出
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_TX_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(UART1_TX_PORT, &GPIO_InitStruct);     // PA9
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;      // RX上拉输入
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = UART1_RX_PIN;
    GPIO_Init(UART1_RX_PORT, &GPIO_InitStruct);     // PA10
    

}

/************ ↓ RS485 相关 ↓ ************/
/* 使能485发送 */
void Uart1TxEnable(void)
{
    
    GPIO_WriteBit(UART1_EN_PORT, UART1_EN_PIN, Bit_SET);    // 485的使能引脚,高电平为使能发送
    Delay_ms(5);
}

/* 使能485接收 */
void Uart1RxEnable(void)
{
    
    GPIO_WriteBit(UART1_EN_PORT, UART1_EN_PIN, Bit_RESET);  // 485的使能引脚,低电平为使能发送
    Delay_ms(5);
}
/************ ↑ RS485 相关 ↑ ************/

/* 串口1配置 9600 8n1 */
void Uart1Config(void)
{
    
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
    
    USART_DeInit(USART1);   // 寄存器恢复默认值
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);  // 使能串口时钟
    
    /* 串口参数配置 */
    USART_InitStruct.USART_BaudRate = BAUD_RATE;            // 波特率:9600
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;    // 无流控
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;    // 收发
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;                // 无校验位 
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;             // 1个停止位
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;        // 8个数据位
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);  // 使能串口
      
    /* 串口DMA配置 */
    DMA_DeInit(DMA1_Channel4);  // DMA1 通道4,寄存器复位
    DMA_DeInit(DMA1_Channel5);  // DMA1 通道5,寄存器复位
    
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);  // 使能 DMA1 时钟
    
    // RX DMA1 通道5
    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = sizeof(uart1RecvData);      // 定义了接收的最大长度
    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;             // 串口接收,方向是外设->内存
    DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                   // 本次是外设到内存,所以关闭内存到内存
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)uart1RecvData;// 内存的基地址,要存储在哪里
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;// 内存数据宽度,按照字节存储
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;        // 内存递增,每次串口收到数据存在内存中,下次收到自动存储在内存的下一个位置
    DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                  // 正常模式
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_BASE + 0x04; // 外设的基地址,串口的数据寄存器
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;    // 外设的数据宽度,按照字节存储,与内存的数据宽度一致
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;   // 接收只有一个数据寄存器 RDR,所以外设地址不递增
    DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;            // 优先级
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStruct);
    
    // TX DMA1 通道4  
    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 0;                          // 发送缓冲区的大小,初始化为0不发送
    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;             // 发送是方向是外设到内存,外设作为目的地
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr =(uint32_t)uart1SendData; // 发送内存地址,从哪里发送
    DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStruct);
     
    USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx | USART_DMAReq_Rx, ENABLE);// 使能DMA串口发送和接受请求
  
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);     // 使能接收
    DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);    // 禁止发送
    
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                             // 使能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  // 抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                // 子优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);     // 嵌套向量中断控制器初始化
    
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);     // 嵌套向量中断控制器初始化
    
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC, ENABLE);
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE);
}

/* 清除DMA的传输数量寄存器 */
void uart1DmaClear(void)
{
    
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);    // 关闭 DMA1_Channel5 通道
    DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, sizeof(uart1RecvData));   // 重新写入要传输的数据数量
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);     // 使能 DMA1_Channel5 通道
}

/* 串口1发送数组 */
void uart1SendArray(uint8_t *arr, uint8_t len)
{
    
    if(len == 0)
      return;
    
    uint8_t sendLen = len>sizeof(uart1SendData) ? sizeof(uart1SendData) : len;
    
    /************ ↓ RS485 相关 ↓ ************/
    Uart1TxEnable();    // 使能发送
    /************ ↑ RS485 相关 ↑ ************/
    
    while (DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4));  // 检查DMA发送通道内是否还有数据
    if(arr) 
      memcpy(uart1SendData, arr, sendLen);
    
    // DMA发送数据-要先关 设置发送长度 开启DMA
    DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
    DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4, sendLen);   // 重新写入要传输的数据数量
    DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);     // 启动DMA发送    
}

1.2 uart_dma.h

#ifndef _UART_DAM_H_
#define _UART_DMA_H_

#include <stdint.h>

#define UART1_TX_PORT   GPIOA
#define UART1_TX_PIN    GPIO_Pin_9
#define UART1_RX_PORT   GPIOA
#define UART1_RX_PIN    GPIO_Pin_10
#define UART1_EN_PORT   GPIOD
#define UART1_EN_PIN    GPIO_Pin_1
#define BAUD_RATE       (9600)

extern uint8_t uart1RecvData[32];
extern uint8_t uart1RecvFlag;
extern uint8_t uart1RecvLen;
extern uint8_t uart1SendFlag;

void Uart1GpioInit(void);
void Uart1Config(void);
void uart1DmaClear(void);
void uart1SendArray(uint8_t *arr, uint8_t len);

/************ ↓ RS485 相关 ↓ ************/
void Uart1RxEnable(void);
void Uart1TxEnable(void);
/************ ↑ RS485 相关 ↑ ************/

#endif  /* uart_dma.h */

1.3 main.c

#include "uart_dma.h"
#include "misc.h"

int main()
{
     
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  // 设置中断优先级分组
    
    /************ ↓ RS485 相关 ↓ ************/ 
    SysTickInit();          // 嘀嗒计时器初始化,没用485可以省去
    /************ ↑ RS485 相关 ↑ ************/
    
    Uart1GpioInit();	// 串口GPIO初始化
    Uart1Config();		// 串口和DMA配置

    while(1)
    {
         
        if(uart1RecvFlag == 1)	// 接收到数据
        {
    
            uart1RecvFlag = 0;  // 接收标志清空
            uart1DmaClear();    // 清空DMA接收通道
            uart1SendArray(uart1RecvData, uart1RecvLen);        // 使用DMA发送数据
            memset(uart1RecvData, '\0', sizeof(uart1RecvData)); // 清空接收缓冲区
        }
        
        if(uart1SendFlag == 1)
        {
    
            uart1SendFlag = 0;  // 清空发送标志   
            Uart1RxEnable();    // 发送完成打开接收
        }
    }
}

1.4 stm32f10x_it.c

#include "stm32f10x_it.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "stm32f10x_dma.h"

#include "uart_dma.h"

void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)		// 串口1 DMA发送中断处理函数
{
    
    if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4) != RESET)
    {
    
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4);    // 清除传输完成中断标志位	
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);       // 关闭DMA
        DMA1_Channel4->CNDTR=0;                // 清除数据长度
        uart1SendFlag = 1;                     // 设置发送完成事件
    }
}

void DMA1_Channel5_IRQHandler(void)  // 串口1 DMA接收中断处理函数
{
    
    if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC5) != RESET)
    {
    
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC5);   // 清除传输完成中断标志位	
        uart1RecvFlag = 1;				      // 置接收完成标志位
        uart1RecvLen = sizeof(uart1RecvData) - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);// 总的buf长度减去剩余buf长度,得到接收到数据的长度
    }
}

1.5 效果演示

    使用串口调试助手作为上位机查看代码的执行结果如下图,本文中定义的接收和发送缓冲区的大小均为 32字节,从图中可以看出,当传输的发送的字节数 <32 时,并不会立即产生传输完成中断,只有当传输的字节数为32【>32后面的被丢弃】时,才会产生接收完成中断,所以如果使用DMA中断需要满足每次回复的数据都是固定长度的,没有空闲中断灵活。
在这里插入图片描述
    在DMA学习过程中有什么问题,欢迎在评论区一起交流学习。

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