串口+DMA 数据收发编程实践

DMA_HandleTypeDef UART1RxDMA_Handler; // 串口接收DMA句柄
DMA_HandleTypeDef UART1TxDMA_Handler; // 串口发送DMA句柄

• 定义UART_DMA_Init()函数，在函数中实现串口DMA的初始化。

        第一步：使能DMA2时钟。

        第二步：分别配置UART1RxDMA_Handler和UART1TxDMA_Handler结构体变量中的参数，然后将两个结构体变量传入到HAL_DMA_Init函数中，以便初始化串口DMA。

        第三步：使能DMA2数据流7（串口DMA发送）中断。

// 串口DMA初始化
void UART_DMA_Init(void)
{
	__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE(); // 使能DMA2时钟
	
	// 接收DMA配置
	UART1RxDMA_Handler.Instance = DMA2_Stream5; // 数据流选择
	UART1RxDMA_Handler.Init.Channel = DMA_CHANNEL_4; // 通道选择
	UART1RxDMA_Handler.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; // 外设到存储器
	UART1RxDMA_Handler.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE; // FIFO不使能
	UART1RxDMA_Handler.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; // FIFO阈值
	UART1RxDMA_Handler.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE; // 内存突发传输配置
	UART1RxDMA_Handler.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE; // 存储器数据长度
	UART1RxDMA_Handler.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存寄存器地址是否自增
	UART1RxDMA_Handler.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式
	UART1RxDMA_Handler.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE; // 外设突发传输配置
	UART1RxDMA_Handler.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE; // 外设数据长度
	UART1RxDMA_Handler.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 外设地址非自增
	UART1RxDMA_Handler.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM; // 中等优先级
	HAL_DMA_Init(&UART1RxDMA_Handler);
		
	// 发送DMA配置
	UART1TxDMA_Handler.Instance = DMA2_Stream7; // 数据流选择
	UART1TxDMA_Handler.Init.Channel = DMA_CHANNEL_4; // 通道选择
	UART1TxDMA_Handler.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; // 外设到存储器
	UART1TxDMA_Handler.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE; // FIFO不使能
	UART1TxDMA_Handler.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; // FIFO阈值
	UART1TxDMA_Handler.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE; // 内存突发传输配置
	UART1TxDMA_Handler.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE; // 存储器数据长度
	UART1TxDMA_Handler.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存寄存器地址是否自增
	UART1TxDMA_Handler.Init.Mode = DMA_NORMAL; // 正常模式
	UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE; // 外设突发传输配置
	UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE; // 外设数据长度
	UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 外设地址非自增
	UART1TxDMA_Handler.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM; // 中等优先级
	HAL_DMA_Init(&UART1TxDMA_Handler);
	
	HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream7_IRQn, 0, 0);
	HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream7_IRQn);		
}

• 定义DMA2数据流7（串口DMA发送）中断服务函数，在函数中调用HAL_DMA_IRQHandler处理DMA中断请求。

// 缓冲区 -> Tx 中断服务函数
void DMA2_Stream7_IRQHandler(void)
{
	HAL_DMA_IRQHandler(&UART1TxDMA_Handler);
}

• 定义串口DMA接收数据函数。在函数中调用HAL_UART_Receive_DMA实现使用DMA从串口接收数据。

// 串口DMA接收数据
void UART_DMA_Receive(uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
	HAL_UART_Receive_DMA(&UART1_Handler, pData, Size);	
}

• 定义串口DMA发送数据函数。在函数中首先调用HAL_DMA_Start_IT开启串口DMA发送完成中断，并设置发送数据缓冲区地址、外设寄存器地址以及发送数据个数，然后调用SET_BIT配置串口DMA发送标志位（DMAT）。

extern uint8_t Rx_buffer[RXBUFFERSIZE]; // 发送数据缓冲区

// 串口DMA发送数据
void UART_DMA_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	HAL_DMA_Start_IT(UART1_Handler.hdmatx, (uint32_t)Rx_buffer, (uint32_t)&UART1_Handler.Instance->DR, RXBUFFERSIZE);
	SET_BIT(UART1_Handler.Instance->CR3, USART_CR3_DMAT);	
}

• 修改串口初始化函数，将串口DMA发送和接收初始化句柄传入串口初始化结构体变量中（串口初始化代码请参考源码）。

// 初始化串口函数
void UART_Init(void)
{
	UART1_Handler.Instance = USART1; // 串口1
	UART1_Handler.Init.BaudRate = 115200; // 波特率
	UART1_Handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控
	UART1_Handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 收发模式
	UART1_Handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无奇偶校验
	UART1_Handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 一个停止位
	UART1_Handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 字长为8位格式
	UART1_Handler.hdmarx = &UART1RxDMA_Handler; // 传入接收DMA句柄
	UART1_Handler.hdmatx = &UART1TxDMA_Handler; // 传入发送DMA句柄
	HAL_UART_Init(&UART1_Handler); // 初始化串口
}

• 在main.c文件中调用函数实现串口DMA数据收发。

        第一步：声明串口初始化句柄方便下面函数调用，并定义接收数据缓冲区。

        第二步：初始化系统时钟、DMA及串口。

        第三步：在循环中调用UART_DMA_Transmit和HAL_Delay函数，实现每隔一秒发送一组收到的数据。

extern UART_HandleTypeDef UART1_Handler; // UART 句柄
uint8_t Rx_buffer[RXBUFFERSIZE]; // 串口接收数据缓冲区

int main(void)
{
	CLOCLK_Init(); // 配置系统时钟为168M
	UART_DMA_Init(); // 串口DMA初始化
	UART_Init(); // 串口初始化	
	
	UART_DMA_Receive(Rx_buffer, RXBUFFERSIZE); // 使用DMA接收数据
	
	while(1)
	{
		HAL_Delay(1000); // 延时1s
		UART_DMA_Transmit(&UART1_Handler); // 发送数据
	}
}

现象