STM32F1串口如何使用DMA实现数据回传？

前言
使用的硬件：
STM32F103ZET6
串口1：PA9、PA10
借鉴了网上的一些优秀文章：
一个严谨的STM32串口DMA发送&接收
STM32 | 串口DMA很难？其实就是如此简单！（超详细、附代码）
stm32 利用DMA+串口空闲中断接受任意长数据
但网上的文章或多或少有一些错误，踩了一些坑，尤其是串口空闲中断的清零，不少文章写错了。
一、为什么使用DMA
使用DMA在ROM和IO设备间传输数据，不需要CPU控制，也不需要频繁产生中断，减轻CPU的负担。


二、代码
1.串口初始化
void uart1_init(u32 bound){
  //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
         
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);        //使能USART1，GPIOA时钟   AFIO?
  
        //USART1_TX   GPIOA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
   
  //USART1_RX          GPIOA.10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  


  //Usart1 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;  //抢占优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                   //子优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  
   //USART 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
        USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式
          USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
       
          USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE , ENABLE);//开启串口接受中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
}


2.DMA接收初始化
//DMA接收初始化
void DMA_Use_USART1_Rx_Init(void)
{
        DMA_InitTypeDef   DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
       
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
       
        DMA_DeInit(DMA1_Channel5);  
    //while (DMA_GetCmdStatus(DMA1_Channel5) != DISABLE);//等待DMA可配置   
       
    //DMA_USART1_TX  RAM->USART1的数据传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART1->DR);        //DMA外设地址  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf;                                                //DMA存储器地址  
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                                                        //外设到存储器模式  
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART1_MAX_RX_LEN;                                                //数据传输量,CNDTR
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                        //存储器增量模式  
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                //外设数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                                //存储器数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;                                // 使用普通模式   
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;        //中等优先级
                DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;               
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);                                        //初始化DMA Stream  
               
    //DMA NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;   
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   
               
        //使能串口的DMA接收接口
        USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);       
        //使能DMA
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);       
}


3.DMA发送初始化


//DMA发送初始化
void DMA_Use_USART1_Tx_Init(void)
{
        DMA_InitTypeDef   DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
       
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
       
        DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
    //while (DMA_GetCmdStatus(DMA1_Channel4) != DISABLE);//等待DMA可配置   
       
    //DMA_USART1_RX  USART1->RAM的数据传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR;                //DMA外设地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART1_TX_BUF;                        //DMA 存储器地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                                                        //存储器到外设模式
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART1_MAX_RX_LEN;                                                //数据传输量
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;// 使用普通模式   
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//中等优先级
                DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;               
    DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);//初始化DMA
               
    //DMA NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
               
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE);
               
        //使能串口的DMA发送接口
        USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
               
        //不使能DMA
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
}


4.DMA发送数据函数
//DMA发送数据
void DMA_USART1_Tx_Data(u8 *buffer, u32 size)
{
        while(USART1_TX_FLAG);                                                //等待上一次发送完成（USART1_TX_FLAG为1即还在发送数据）
        USART1_TX_FLAG=1;                                                            //USART1发送标志（启动发送）
        DMA1_Channel4->CMAR  = (uint32_t)buffer;        //设置要发送的数据地址
        DMA1_Channel4->CNDTR = size;                            //设置要发送的字节数目
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);                                //开始DMA发送
}


//DMA1通道4中断函数
void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)
{
        if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4)!= RESET)        //DMA接收完成标志
        {
                DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4);           //清除中断标志
                USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);        //清除串口1的标志位
                DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE );             //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
                USART1_TX_FLAG=0;                                                                                                //USART1发送标志(关闭)
        }
}


5.DMA接收不定长数据
//串口1中断函数，接收不定长数据
void USART1_IRQHandler(void)                       
{
        u8 rc_temp;
        u8 *p;
        u8 i;
       
        u8 USART1_RX_LEN = 0;                                                                                        //接收数据长度
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)                        //串口1空闲中断
        {
                rc_temp=USART1->SR;
                rc_temp=USART1->DR;                        //软件序列清除IDLE标志位
               
                DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE );                                                    //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
                USART1_RX_LEN = USART1_MAX_RX_LEN - DMA1_Channel5->CNDTR;                                //获得接收到的字节数
                if(witchbuf)                                                                        //之前用的u2rxbuf，切换为u1rxbuf
                {
                        p=u2rxbuf;                                                                                                          //先保存前一次数据地址再切换缓冲区
                        DMA1_Channel5->CMAR=(u32)u1rxbuf;                                                //切换为u1rxbuf缓冲区地址
                        witchbuf=0;                                                                     //下一次切换为u2rxbuf
                }else                                                                       //之前用的u1rxbuf，切换为u2rxbuf
                {
                        p=u1rxbuf;                                                                                                          //先保存前一次数据地址再切换缓冲区
                        DMA1_Channel5->CMAR=(u32)u2rxbuf;                                                //切换为u2rxbuf缓冲区地址
                        witchbuf=1;                                                                     //下一次切换为u1rxbuf
                }
                DMA1_Channel5->CNDTR = USART1_MAX_RX_LEN;                                        //DMA通道的DMA缓存的大小,重置CNDTR
                DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);                                                     //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
               
                //发送接收到的数据到串口，进行验证
                DMA_USART1_Tx_Data(p,USART1_RX_LEN);
               
                //缓存区数据清零
                if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)       
                {
                        rc_temp=USART1->SR;
                        rc_temp=USART1->DR;                        //软件序列清除IDLE标志位
                        for(i=0;i                         {
                                p=0x00;
                        }
                }
  }
}


总结

本文提供了串口+DMA传输数据的实现代码，借鉴了网上的不少代码，在此基础上进行修改。接收缓存使用了双缓存，后续将介绍使用FIFO的代码。

前言
使用的硬件：
STM32F103ZET6
串口1：PA9、PA10
借鉴了网上的一些优秀文章：
一个严谨的STM32串口DMA发送&接收
STM32 | 串口DMA很难？其实就是如此简单！（超详细、附代码）
stm32 利用DMA+串口空闲中断接受任意长数据
但网上的文章或多或少有一些错误，踩了一些坑，尤其是串口空闲中断的清零，不少文章写错了。
一、为什么使用DMA
使用DMA在ROM和IO设备间传输数据，不需要CPU控制，也不需要频繁产生中断，减轻CPU的负担。


二、代码
1.串口初始化
void uart1_init(u32 bound){
  //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
         
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);        //使能USART1，GPIOA时钟   AFIO?
  
        //USART1_TX   GPIOA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
   
  //USART1_RX          GPIOA.10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  


  //Usart1 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;  //抢占优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                   //子优先级3
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  
   //USART 初始化设置
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
        USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式
          USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
       
          USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE , ENABLE);//开启串口接受中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
}


2.DMA接收初始化
//DMA接收初始化
void DMA_Use_USART1_Rx_Init(void)
{
        DMA_InitTypeDef   DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
       
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
       
        DMA_DeInit(DMA1_Channel5);  
    //while (DMA_GetCmdStatus(DMA1_Channel5) != DISABLE);//等待DMA可配置   
       
    //DMA_USART1_TX  RAM->USART1的数据传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&USART1->DR);        //DMA外设地址  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)u1rxbuf;                                                //DMA存储器地址  
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;                                                        //外设到存储器模式  
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART1_MAX_RX_LEN;                                                //数据传输量,CNDTR
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                        //存储器增量模式  
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;                //外设数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;                                                //存储器数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;                                // 使用普通模式   
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;        //中等优先级
                DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;               
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);                                        //初始化DMA Stream  
               
    //DMA NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;   
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   
               
        //使能串口的DMA接收接口
        USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);       
        //使能DMA
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);       
}


3.DMA发送初始化


//DMA发送初始化
void DMA_Use_USART1_Tx_Init(void)
{
        DMA_InitTypeDef   DMA_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
       
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
       
        DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
    //while (DMA_GetCmdStatus(DMA1_Channel4) != DISABLE);//等待DMA可配置   
       
    //DMA_USART1_RX  USART1->RAM的数据传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR;                //DMA外设地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART1_TX_BUF;                        //DMA 存储器地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                                                        //存储器到外设模式
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = USART1_MAX_RX_LEN;                                                //数据传输量
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据长度:8位  
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;// 使用普通模式   
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//中等优先级
                DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;               
    DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);//初始化DMA
               
    //DMA NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
               
    DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE);
               
        //使能串口的DMA发送接口
        USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
               
        //不使能DMA
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
}


4.DMA发送数据函数
//DMA发送数据
void DMA_USART1_Tx_Data(u8 *buffer, u32 size)
{
        while(USART1_TX_FLAG);                                                //等待上一次发送完成（USART1_TX_FLAG为1即还在发送数据）
        USART1_TX_FLAG=1;                                                            //USART1发送标志（启动发送）
        DMA1_Channel4->CMAR  = (uint32_t)buffer;        //设置要发送的数据地址
        DMA1_Channel4->CNDTR = size;                            //设置要发送的字节数目
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);                                //开始DMA发送
}


//DMA1通道4中断函数
void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)
{
        if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4)!= RESET)        //DMA接收完成标志
        {
                DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4);           //清除中断标志
                USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);        //清除串口1的标志位
                DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE );             //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
                USART1_TX_FLAG=0;                                                                                                //USART1发送标志(关闭)
        }
}


5.DMA接收不定长数据
//串口1中断函数，接收不定长数据
void USART1_IRQHandler(void)                       
{
        u8 rc_temp;
        u8 *p;
        u8 i;
       
        u8 USART1_RX_LEN = 0;                                                                                        //接收数据长度
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)                        //串口1空闲中断
        {
                rc_temp=USART1->SR;
                rc_temp=USART1->DR;                        //软件序列清除IDLE标志位
               
                DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE );                                                    //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
                USART1_RX_LEN = USART1_MAX_RX_LEN - DMA1_Channel5->CNDTR;                                //获得接收到的字节数
                if(witchbuf)                                                                        //之前用的u2rxbuf，切换为u1rxbuf
                {
                        p=u2rxbuf;                                                                                                          //先保存前一次数据地址再切换缓冲区
                        DMA1_Channel5->CMAR=(u32)u1rxbuf;                                                //切换为u1rxbuf缓冲区地址
                        witchbuf=0;                                                                     //下一次切换为u2rxbuf
                }else                                                                       //之前用的u1rxbuf，切换为u2rxbuf
                {
                        p=u1rxbuf;                                                                                                          //先保存前一次数据地址再切换缓冲区
                        DMA1_Channel5->CMAR=(u32)u2rxbuf;                                                //切换为u2rxbuf缓冲区地址
                        witchbuf=1;                                                                     //下一次切换为u1rxbuf
                }
                DMA1_Channel5->CNDTR = USART1_MAX_RX_LEN;                                        //DMA通道的DMA缓存的大小,重置CNDTR
                DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);                                                     //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
               
                //发送接收到的数据到串口，进行验证
                DMA_USART1_Tx_Data(p,USART1_RX_LEN);
               
                //缓存区数据清零
                if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)       
                {
                        rc_temp=USART1->SR;
                        rc_temp=USART1->DR;                        //软件序列清除IDLE标志位
                        for(i=0;i                         {
                                p=0x00;
                        }
                }
  }
}


总结

本文提供了串口+DMA传输数据的实现代码，借鉴了网上的不少代码，在此基础上进行修改。接收缓存使用了双缓存，后续将介绍使用FIFO的代码。

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