STM32F0 DMA串口接收数据

作者：良知犹存

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DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。当CPU初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA控制器来实现和完成的。DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场过程，通过硬件为RAM和IO设备开辟一条直接传输数据的通道，使得CPU的效率大大提高。

主要特点：

•DMA上多达7个可独立配置的通道（请求）

•每个通道都连接到专用的硬件DMA请求，软件触发为

每个频道也都支持。该配置由软件完成。

•DMA通道的请求之间的优先级是软件可编程的（4

级别由非常高，高，中，低）或硬件组成（在相等的情况下）

（请求1的优先级高于请求2的优先级，依此类推）

•独立的源和目标传输大小（字节，半字，字），模拟

包装和拆箱。源/目标地址必须与数据对齐

尺寸。

•支持循环缓冲区管理

•3个事件标志（DMA半传输，DMA传输完成和DMA传输错误）

在每个通道的单个中断请求中进行逻辑或运算

•内存到内存的传输

•外围到内存和内存到外围，以及外围到外围

转移

•访问闪存，SRAM，APB和AHB外设作为源和目标

•可编程的数据传输数量：最多65535

DMA通道对应的外设情况（F0系列）：

   很多博文会讲解里面的详细定义，对于每一处寄存器的详细操作指导，所以我就不会去多写了。

   我只想表达，DMA是一种可以快速相关外设数据交互的一种方法，我们学习哪里用它，怎么用它，至于细节学习，大家去网上所搜DMA相信息即可。    

   之前讲过DMA的数据发送，现在补充上DMA的接收数据部分。

 利用DMA接收串口数据的配置，大致分为：1.初始化串口并开启DMAR接收功能，配置DMA的外设到内存的数据接收功能，2.等待串口中断提示，并进行处理数据，3.清空DMA，重新等待数据

01 配置串口与DMA

其中USART2->CR3寄存器的第6 bit用来设置DMA的接收配置，此处比较重要我们设置为USART_CR3_DMAR。 USART2->CR1寄存器中开启帧信息接收完成之后的中断，USART_CR1_IDLEIE，这处可以帮助我们节省CPU的不必要开支，开启此处中断类型，我们只需要在每帧信息接收完成之后，usart才触发中断，我们再解析。其余为正常的usart配置。

GPIOD->MODER |=   GPIO_MODER_MODER5_1|  //USART2_TX
                  GPIO_MODER_MODER6_1;  //USART2_RX  
  /* set baudrate */
  USART2->BRR = USART_Baudrate;//115200
  USART2->CR3 |= USART_CR3_DMAT|USART_CR3_DMAR;//USART_CR3_OVRDIS;// 不需要覆写
​
  /*enable usart2 and enable tx*/
  USART2->CR1 |= USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE | USART_CR1_IDLEIE;

配置DMA：

   首先根据上方的映射表，我们初始化了usart2，而usart2 RX对应的DMA通道为DMA1 channel5，所以我们进行DMA1 ch5通道配置。

第一个为DMA1_Channel5->CPAR寄存器，在下表可知，用来设置对应接收数据的外设的地址，而USART的接收数据的寄存器为RDR，所以寄存器配置为DMA1_Channel5->CPAR = (uint32_t)&(USART2->RDR);

   设置需要放数据的指定内存位置，根据指导手册可知CMAR为DMA通道用来放置数据的内存地址，所以此处设置为我们定义好的变量的地址。    

   设置单次传送数据量的大小，此处最大可设置为65535byte的数据大小。

最后开启DMA通道。

void USART2_DMA_Recive(uint8_t *p_data,uint16_t length)
{
  DMA1_Channel5->CPAR = (uint32_t)&(USART2->RDR);          //Peripheral address
  DMA1_Channel5->CMAR = (uint32_t)p_data;                  //memory address
  DMA1_Channel5->CNDTR = length;                            //Set the length
  DMA1_Channel5->CCR |= DMA_CCR_MINC | DMA_CCR_EN;
}

02  等待串口中断，处理数据

   此时在debug中，在我们定义好的DMA内存变量，地址在RAM初始完成，后续串口数据接收的时候，DMA会直接将数据置于p_data所对应的内存。

   然后在中断服务函数我们可以将我们数据进行处理,Uart_Channel_isr[1](USART2->RDR)；,这个函数为我自己写的处理函数，中断里面函数都是数据复制，所以我直接在中断执行，一般大家会在中断写个标志，在主循环进行解析。但是DMA接收配合USART_ISR_IDLE标志在STM32平台下并不友好，如果主循环用来解析数据的时候，空闲中断还没有产生，本帧数据还尚未接收完成，但是由于内存数据已经在实时写入，DMA1_Channel5->CNDTR已经有所变化，并早于空闲中断产生，所以主循环就不能用DMA1_Channel5->CNDTR所接收数据长度进行解析了。一般建议，如果解析数据只是单纯的挪移，此时候直接在中断处理即可，对主程序并没有大的阻塞。

void USART2_IRQHandler(void)
{
  if ((USART2->ISR & USART_ISR_ORE) == USART_ISR_ORE) 
  {  
    USART2->ICR |= USART_ICR_ORECF;
  }
  if ((USART2->ISR & USART_ISR_IDLE) == USART_ISR_IDLE)  //The new frame data receive 
  {
    USART2->ICR |= USART_ICR_IDLECF;    
    Uart_Channel_isr[1](USART2->RDR);/*读取解析数据*/
   }  
}

03 恢复DMA，清空CNDTR，等待下次数据到来

   处理完数据之后，及时将DMA标志以及CNDTR清空，否则CNDTR一直不清空，会导致下次接收数据的时候，造成通道的占用，数据使用过之后，就清理掉CNDTR，这样保证每次接收数据的通道有足够的位置。

static void Usart2_Dma_Reload(uint16_t length)/*清空数据*/
{
  DMA1_Channel5->CCR &= ~(DMA_CCR_EN);             //disable the dma 
  DMA1_Channel5->CNDTR = length;          //Set the length
  DMA1_Channel5->CCR |= DMA_CCR_EN;                //enable the dma
}