STM32F4应用DMA——串口收发不定长数据
使用STM32自带DMA传输数据,可以减轻CPU负担,只需设置一些参数即可发送想要发送的数据,以下是STM32F407VE芯片测试过的部分代码,可实现DMA串口收发数据。下图来自STM32官网的手册,RM0009.pdf
发送数据逻辑图:
接收数据逻辑图
下面是使用STM32 HAL库进行配置,大致实现思路都是一样的,先开启串口初始化(开启DMA传输),相应的DMA初始化,然后设置好传输地址,传输字节个数,然后启动使能
一、初始化部分
uint8_t u8txbuff[1024];
uint8_t u8rxbuff[1024];
void usart1_init(uint32_t m_u32BaudRate)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = m_u32BaudRate;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
while(1);
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
hdma_usart1_tx.Instance = DMA2_Stream7;
hdma_usart1_tx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_4;
hdma_usart1_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
hdma_usart1_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_usart1_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_usart1_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_tx.Init.Mode = DMA_NORMAL;
hdma_usart1_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
hdma_usart1_tx.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
if (HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_tx) != HAL_OK)
while(1);
hdma_usart1_rx.Instance = DMA2_Stream2;
hdma_usart1_rx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_4;
hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_usart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
hdma_usart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
hdma_usart1_rx.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
if (HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_rx) != HAL_OK)
while(1);
__HAL_USART_ENABLE_IT(&huart1,USART_IT_TC);
__HAL_USART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC);
SET_BIT(huart1.Instance->CR3, USART_CR3_DMAT);
HAL_DMA_Start(&hdma_usart1_tx,(uint32_t)I_USART.u8txBuffer,(uint32_t)&USART1->DR,0);
SET_BIT(huart1.Instance->CR3, USART_CR3_DMAR);
HAL_DMA_Start(&hdma_usart1_rx,(uint32_t)&USART1->DR,(uint32_t)I_USART.u8rxBuffer,BUFFSIZE);
}
二、串口中断部分(发送数据部分)
这个需要开启串口发送完成中断,当DMA往串口传送全部的数据完成后,串口会产生发送完成中断。
void USART2_IRQHandler(void)
{
if((USART2->SR & UART_FLAG_TC)!=RESET)
{
USART2->SR = ~(UART_FLAG_TC);
u8txmode = SEND_FINISH
}
}
三、发送数据函数
每当调用这个函数就会,要求DMA发送一段数据给USART的数据寄存器当中,接下来等待进入串口发送中断后,就可以判定DMA传送数据到串口已经完成发送。
void USART2_TxdSend(uint16_t u16txlen)
{
__HAL_DMA_DISABLE(&hdma_usart2_tx);
__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&I_huart2, UART_FLAG_TC);
__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart2_tx) = u16txlen;
__HAL_DMA_ENABLE(&hdma_usart2_tx);
}
三、开启定时器
开启定时器是希望周期性的去查询DMA传送了多少的数据到内存,也就是说接收了多少个字节。接收状态时,超过一定时间后,DMA传送字节个数没有变化(也就是说DMA_CNDTR寄存器没有变化)就可以判定一帧数据已经接收完成了。
void Timer4_Init(void)
{
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
__HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();
I_htim4.Instance = TIM4;
I_htim4.Init.Prescaler = 35;
I_htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
I_htim4.Init.Period = 10000;
I_htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
I_htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&I_htim4) != HAL_OK)
while(1);
HAL_NVIC_SetPriority(TIM4_IRQn, 3, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM4_IRQn);
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&I_htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
while(1);
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&I_htim4,TIM_FLAG_UPDATE);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&I_htim4);
}
四、定时器中断(接收数据部分)
DMA的DMA_CNDTR寄存器每当传输一个数据时,这个寄存器会自动减1,即接收一个数据。当串口处于接收状态时,使用定时器中断1ms周期查询DMA的DMA_CNDTR寄存器变化。
假定BUFFMAX为缓冲区长度:
①当BUFFMAX等于DMA_CNDTR寄存器值,没有输入接收(空闲状态)
②当BUFFMAX不等于DMA_CNDTR寄存器值,有新的数据接收(接收状态)
③当DMA_CNDTR寄存器超过20ms没有变化,判定接收数据完成。
#define RECE_FINISH 0
#define RECE_ING 1
#define RECE_ILDE 2
uint16_t u16rxp;
uint16_t u16timer;
uint8_t u8rxmode;
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&I_htim4,TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
{
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&I_htim4,TIM_FLAG_UPDATE);
if(u8rxmode != RECE_FINISH)
{
if(u16rxp != (BUFFMAX - DMA1_Channel6->CNDTR))
{
u16timer =0;
u16rxp = (BUFFMAX - DMA1_Channel6->CNDTR);
}
if(u16timer < 20 )
u16timer ++;
if(u16timer ==20)
{
u16timer =0;
u8rxmode = RECE_FINISH;
__HAL_DMA_DISABLE(&hdma_usart2_rx);
DMA1_Channel6->CNDTR = BUFFMAX;
__HAL_DMA_ENABLE(&hdma_usart2_rx);
}
}
}
}
五、测试
当往usart2串口发送数据,数据会发送回来,速度取决于对每一帧数据接收超时判断。
#include <string.h>
extern uint16_t u16rxp;
extern uint8_t u8txbuff;
extern uint8_t u8rxbuff;
extern uint8_t u8rxmode;
int main(void)
{
uart2_init(115200);
Timer4_Init();
while(1)
{
if(u8rxmode==RECE_FINISH)
{
memcpy(u8txbuff,u8rxbuff,u16rxp);
USART2_TxdSend(u16rxp);
u8rxmode=RECE_ILDE;
}
}
}
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