USART串口总结2

2023-05-16

前言：开始学USART+DMA的时候看到帖子《STM32 UART DMA实现未知数据长度接收》，觉得方法妙极了。此下出自此帖子——（整体的思路是这样的，一开始设置好DMA接收，可以把缓冲区长度设置为帧最大长度，我们可以把RX连接到定时器的管脚输入端，并且一开始设置输入并且使能引脚下降沿中断，当帧的第一个字节发送时，因为起始位为低电平，空闲时UART为高电平，满足条件，进入中断，禁止中断，并且在中断中开启定时器，该定时器工作在复位模式，上升沿复位，并且设置好定时器输出比较值为超时时间，比如20ms，这样，在传输后面字节时，肯定会有高低电平出现，即便是传输的是0x00，0xFF，虽然UART数据区不变，但是都为1，或都为0，但是因为起始位为低电平，停止位是高电平，所以肯定会有上升沿，定时器会一直复位，输出定时器的计数器一直到达不了输出比较值，当一帧传输结束后，定时在最后一个字节复位后，由于没有数据继续到达，无法复位，则计数器就能计到输出比较值，这时发出中断，在定时器中断中可以计算出接收数据的长度，并且通知外部数据已经接收完毕。）

今天我在工作中调通了另一种USART+DMA接收未知数据长度的接收，使用的是USRAT空闲总线中断接收，这种方法也在网站上比较多见，以前没试过，今天才知道如此的爽，另外我使用DMA发送USART数据替代了以前的查询法发送，发现更加爽了。其速度快了很多，尤其是在大量数据传输与发送的时候其优势更加明显。

我举个例子：1、后台数据->USART1-> USART2->其它设备，其它设备数据->USART2-> USART21->后台，这两个数据过程也可能同时进行。

2、由于硬件的限制，USART1和USART2的传输波特率不一样，比如USART1使用GPRS通信，USART2使用短距离无线通信；或者USART1使用以太网通信，USART2使用485总线通信。

由于在寝室只有笔记本电脑，只有一个串口转USB，没办法实现两个串口之间的数据转发了，只好实现串口各自的数据转发。

现在我把我实现的过程简单描述一下：

1、初始化设置：USART1_RX+DMA1_ Channel5，USART2_RX+DMA1_ Channel6，USART1_TX+DMA1_ Channel4，USART2_TX+DMA1_ Channel7（具体设置请看程序包）。

2、当数据发送给USART1接收完毕时候会引起USART1的串口总线中断，计算DMA1_ Channel5内存数组剩余容量，得到接收的字符长度。将接收的字符复制给DMA1_ Channel4内存数组，启动DMA1_ Channel4通道传输数据，（传输完成需要关闭。）下一次数据接收可以在启动DMA1_ Channel4时候就开始，不需要等待DMA1_ Channel4数据传输完成。但是上一次DMA1_ Channel4完成之前，不可以将数据复制给DMA1_ Channel4内存数组，会冲掉以前数据。

3、 USART2类同USART1。

呵呵，下面贴程序：

IO口定义：

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 第1步：打开GPIO和USART部件的时钟 */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

/* 第2步：将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步：将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式

由于CPU复位后，GPIO缺省都是浮空输入模式，因此下面这个步骤不是必须的

但是，我还是建议加上便于阅读，并且防止其它地方修改了这个口线的设置参数

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第1步：打开GPIO和USART2部件的时钟 */

//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

/* 第2步：将USART2 Tx的GPIO配置为推挽复用模式 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步：将USART2 Rx的GPIO配置为浮空输入模式

由于CPU复位后，GPIO缺省都是浮空输入模式，因此下面这个步骤不是必须的

但是，我还是建议加上便于阅读，并且防止其它地方修改了这个口线的设置参数

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* 第3步已经做了，因此这步可以不做

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

串口初始化：

void USART_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

/* 第4步：配置USART参数

- BaudRate = 115200 baud

- Word Length = 8 Bits

- One Stop Bit

- No parity

- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)

- Receive and transmit enabled

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 19200;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

//空闲中断

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE , ENABLE);

/* 第5步：使能 USART，配置完毕 */

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

/* CPU的小缺陷：串口配置好，如果直接Send，则第1个字节发送不出去

如下语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */

USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); /* 清发送外城标志，Transmission Complete flag */

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);

USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE , ENABLE);//开启空闲,帧错,噪声,校验错中断

USART_Cmd(USART2, ENABLE);

/* CPU的小缺陷：串口配置好，如果直接Send，则第1个字节发送不出去

如下语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */

USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC); /* 清发送外城标志，Transmission Complete flag */

}

DMA配置：

void DMA_Configuration(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

/* DMA clock enable */

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);//DMA1

/* DMA1 Channel4 (triggered by USART1 Tx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel4);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40013804;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART1_SEND_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA TX request */

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);

/* DMA1 Channel5 (triggered by USART2 Tx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel7);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40004404;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART2_SEND_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel7, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel7, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel7, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA TX request */

USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE);

/* DMA1 Channel5 (triggered by USART1 Rx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel5);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40013804;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART1_RECEIVE_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART1 DMA RX request */

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);

/* DMA1 Channel6 (triggered by USART1 Rx event) Config */

DMA_DeInit(DMA1_Channel6);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40004404;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART2_RECEIVE_DATA;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel6, DMA_IT_TC, ENABLE);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel6, DMA_IT_TE, ENABLE);

/* Enable USART2 DMA RX request */

USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);

DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);

}

中断优先级配置：

void NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

/* Configure one bit for preemption priority */

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

/* Enable the USART1 Interrupt */

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;