一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腟TM32串口DMA發(fā)送&接收機(jī)制

直接存儲器訪問（Direct Memory Access），簡稱DMA。DMA是CPU一個用于數(shù)據(jù)從一個地址空間到另一地址空間“搬運”（拷貝）的組件，數(shù)據(jù)拷貝過程不需CPU干預(yù)，數(shù)據(jù)拷貝結(jié)束則通知CPU處理。
因此，大量數(shù)據(jù)拷貝時，使用DMA可以釋放CPU資源。DMA數(shù)據(jù)拷貝過程，典型的有：
內(nèi)存—>內(nèi)存，內(nèi)存間拷貝
外設(shè)—>內(nèi)存，如uart、spi、i2c等總線接收數(shù)據(jù)過程
內(nèi)存—>外設(shè)，如uart、spi、i2c等總線發(fā)送數(shù)據(jù)過程
2 串口有必要使用DMA嗎
串口(uart)是一種低速的串行異步通信，適用于低速通信場景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。
對于小于或者等于115200bps波特率的，而且數(shù)據(jù)量不大的通信場景，一般沒必要使用DMA，或者說使用DMA并未能充分發(fā)揮出DMA的作用。
對于數(shù)量大，或者波特率提高時，必須使用DMA以釋放CPU資源，因為高波特率可能帶來這樣的問題：
對于發(fā)送，使用循環(huán)發(fā)送，可能阻塞線程，需要消耗大量CPU資源“搬運”數(shù)據(jù)，浪費CPU
對于發(fā)送，使用中斷發(fā)送，不會阻塞線程，但需浪費大量中斷資源，CPU頻繁響應(yīng)中斷；以115200bps波特率，1s傳輸11520字節(jié)，大約69us需響應(yīng)一次中斷，如波特率再提高，將消耗更多CPU資源
對于接收，如仍采用傳統(tǒng)的中斷模式接收，同樣會因為頻繁中斷導(dǎo)致消耗大量CPU資源
因此，高波特率場景下，串口非常有必要使用DMA。
3 實現(xiàn)方式
4 STM32串口使用DMA
關(guān)于STM32串口使用DMA，不乏一些開發(fā)板例程及網(wǎng)絡(luò)上一些博主的使用教程。使用步驟、流程、配置基本大同小異，正確性也沒什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作為學(xué)習(xí)過程沒問題；實際項目使用缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，數(shù)據(jù)量大時可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。
測試平臺:
STM32F030C8T6
UART1/UART2
DMA1 Channel2—Channel5
ST標(biāo)準(zhǔn)庫
主頻48MHz（外部12MHz晶振）
5 串口DMA接收
5.1 基本流程
5.2 相關(guān)配置
關(guān)鍵步驟
【1】初始化串口
【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空閑中斷
【3】配置DMA參數(shù)，使能DMA通道buf半滿（傳輸一半數(shù)據(jù)）中斷、buf溢滿（傳輸數(shù)據(jù)完成）中斷
為什么需要使用DMA 通道buf半滿中斷？
很多串口DMA模式接收的教程、例子，基本是使用了“空間中斷”+“DMA傳輸完成中斷”來接收數(shù)據(jù)。
實質(zhì)上這是存在風(fēng)險的，當(dāng)DMA傳輸數(shù)據(jù)完成，CPU介入開始拷貝DMA通道buf數(shù)據(jù)，如果此時串口繼續(xù)有數(shù)據(jù)進(jìn)來，DMA繼續(xù)搬運數(shù)據(jù)到buf，就有可能將數(shù)據(jù)覆蓋，因為DMA數(shù)據(jù)搬運是不受CPU控制的，即使你關(guān)閉了CPU中斷。
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖龇ㄐ枰鲭pbuf，CPU和DMA各自一塊內(nèi)存交替訪問，即是"乒乓緩存” ，處理流程步驟應(yīng)該是這樣：
【1】第一步，DMA先將數(shù)據(jù)搬運到buf1，搬運完成通知CPU來拷貝buf1數(shù)據(jù)
【2】第二步，DMA將數(shù)據(jù)搬運到buf2，與CPU拷貝buf1數(shù)據(jù)不會沖突
【3】第三步，buf2數(shù)據(jù)搬運完成，通知CPU來拷貝buf2數(shù)據(jù)
【4】執(zhí)行完第三步，DMA返回執(zhí)行第一步，一直循環(huán)
STM32F0系列DMA不支持雙緩存（以具體型號為準(zhǔn)）機(jī)制，但提供了一個buf"半滿中斷"。
即是數(shù)據(jù)搬運到buf大小的一半時，可以產(chǎn)生一個中斷信號。基于這個機(jī)制，我們可以實現(xiàn)雙緩存功能，只需將buf空間開辟大一點即可。
【1】第一步，DMA將數(shù)據(jù)搬運完成buf的前一半時，產(chǎn)生“半滿中斷”，CPU來拷貝buf前半部分?jǐn)?shù)據(jù)
【2】第二步，DMA繼續(xù)將數(shù)據(jù)搬運到buf的后半部分，與CPU拷貝buf前半部數(shù)據(jù)不會沖突
【3】第三步，buf后半部分?jǐn)?shù)據(jù)搬運完成，觸發(fā)“溢滿中斷”，CPU來拷貝buf后半部分?jǐn)?shù)據(jù)
【4】執(zhí)行完第三步，DMA返回執(zhí)行第一步，一直循環(huán)
UART2 DMA模式接收配置代碼如下，與其他外設(shè)使用DMA的配置基本一致，留意關(guān)鍵配置：
串口接收，DMA通道工作模式設(shè)為連續(xù)模式
使能DMA通道接收buf半滿中斷、溢滿（傳輸完成）中斷
啟動DMA通道前清空相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識，防止首次傳輸錯亂數(shù)據(jù)
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void?bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel5);?
?DMA_Cmd(DMA1_Channel5,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART2->RDR);/*?UART2接收數(shù)據(jù)地址?*/
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;?/*?接收buf?*/
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralSRC;??/*?傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;?/*?接收buf大小?*/
?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;?/*?連續(xù)模式?*/
?DMA_InitStructure.DMA_Priority?????=?DMA_Priority_VeryHigh;?
?DMA_InitStructure.DMA_M2M??????=?DMA_M2M_Disable;?
?DMA_Init(DMA1_Channel5,?&DMA_InitStructure);?
?DMA_ITConfig(DMA1_Channel5,?DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE,?ENABLE);/*?使能DMA半滿、溢滿、錯誤中斷?*/
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);?/*?清除相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識?*/
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel5,?ENABLE);?
}
DMA 錯誤中斷“DMA_IT_TE”，一般用于前期調(diào)試使用，用于檢查DMA出現(xiàn)錯誤的次數(shù)，發(fā)布軟件可以不使能該中斷。
5.3 接收處理
基于上述描述機(jī)制，DMA方式接收串口數(shù)據(jù)，有三種中斷場景需要CPU去將buf數(shù)據(jù)拷貝到fifo中，分別是：
DMA通道buf溢滿（傳輸完成）場景
DMA通道buf半滿場景
串口空閑中斷場景
前兩者場景，前面文章已經(jīng)描述。串口空閑中斷指的是，數(shù)據(jù)傳輸完成后，串口監(jiān)測到一段時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)進(jìn)來，則觸發(fā)產(chǎn)生的中斷信號。
5.3 .1 接收數(shù)據(jù)大小
數(shù)據(jù)傳輸過程是隨機(jī)的，數(shù)據(jù)大小也是不定的，存在幾類情況：
數(shù)據(jù)剛好是DMA接收buf的整數(shù)倍，這是理想的狀態(tài)
數(shù)據(jù)量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此時會觸發(fā)串口空閑中斷
因此，我們需根據(jù)“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空間大小”、“上一次接收的總數(shù)據(jù)大小”來計算當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)大小。
/*?獲取DMA通道接收buf剩余空間大小?*/
uint16_t?DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef*?DMAy_Channelx);
DMA通道buf溢滿場景計算
接收數(shù)據(jù)大小?=?DMA通道buf大小?-?上一次接收的總數(shù)據(jù)大小
DMA通道buf溢滿中斷處理函數(shù)：
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void?uart_dmarx_done_isr(uint8_t?uart_id)
{
???uint16_t?recv_size;
?
?recv_size?=?s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?-?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;

?fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,?
???????(const?uint8_t?*)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]),?recv_size);

?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size?=?0;
}
DMA通道buf半滿場景計算
接收數(shù)據(jù)大小?=?DMA通道接收總數(shù)據(jù)大小?-?上一次接收的總數(shù)據(jù)大小
DMA通道接收總數(shù)據(jù)大小?=?DMA通道buf大小?-?DMA通道buf剩余空間大小
DMA通道buf半滿中斷處理函數(shù)：
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void?uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t?uart_id)
{
???uint16_t?recv_total_size;
???uint16_t?recv_size;
?
?if(uart_id?==?0)
?{
????recv_total_size?=?s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?-?bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
?}
?else?if?(uart_id?==?1)
?{
??recv_total_size?=?s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?-?bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
?}
?recv_size?=?recv_total_size?-?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
?
?fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,?
???????(const?uint8_t?*)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]),?recv_size);
?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size?=?recv_total_size;/*?記錄接收總數(shù)據(jù)大小?*/
}
串口空閑中斷場景計算
串口空閑中斷場景的接收數(shù)據(jù)計算與“DMA通道buf半滿場景”計算方式是一樣的。
串口空閑中斷處理函數(shù)：
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void?uart_dmarx_idle_isr(uint8_t?uart_id)
{
???uint16_t?recv_total_size;
???uint16_t?recv_size;
?
?if(uart_id?==?0)
?{
????recv_total_size?=?s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?-?bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
?}
?else?if?(uart_id?==?1)
?{
??recv_total_size?=?s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?-?bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
?}
?recv_size?=?recv_total_size?-?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
?s_UartTxRxCount[uart_id*2+1]?+=?recv_size;
?fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,?
???????(const?uint8_t?*)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]),?recv_size);
?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size?=?recv_total_size;
}
注：串口空閑中斷處理函數(shù)，除了將數(shù)據(jù)拷貝到串口接收fifo中，還可以增加特殊處理，如作為串口數(shù)據(jù)傳輸完成標(biāo)識、不定長度數(shù)據(jù)處理等等。
5.3.2 接收數(shù)據(jù)偏移地址
將有效數(shù)據(jù)拷貝到fifo中，除了需知道有效數(shù)據(jù)大小外，還需知道數(shù)據(jù)存儲于DMA 接收buf的偏移地址。
有效數(shù)據(jù)偏移地址只需記錄上一次接收的總大小即,可，在DMA通道buf全滿中斷處理函數(shù)將該值清零，因為下一次數(shù)據(jù)將從buf的開頭存儲。
在DMA通道buf溢滿中斷處理函數(shù)中將數(shù)據(jù)偏移地址清零：
void?uart_dmarx_done_isr(uint8_t?uart_id)
{
??/*?todo?*/
?s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size?=?0;
}
5.4 應(yīng)用讀取串口數(shù)據(jù)方法
經(jīng)過前面的處理步驟，已將串口數(shù)據(jù)拷貝至接收fifo，應(yīng)用程序任務(wù)只需從fifo獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。前提是，處理效率必須大于DAM接收搬運數(shù)據(jù)的效率，否則導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者被覆蓋處理。
6 串口DMA發(fā)送
6.1 基本流程
6.2 相關(guān)配置
關(guān)鍵步驟
【1】初始化串口
【2】使能串口DMA發(fā)送模式
【3】配置DMA發(fā)送通道，這一步無需在初始化設(shè)置，有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時才配置使能DMA發(fā)送通道
UART2 DMA模式發(fā)送配置代碼如下，與其他外設(shè)使用DMA的配置基本一致，留意關(guān)鍵配置：
串口發(fā)送是，DMA通道工作模式設(shè)為單次模式（正常模式），每次需要發(fā)送數(shù)據(jù)時重新配置DMA
使能DMA通道傳輸完成中斷，利用該中斷信息處理一些必要的任務(wù)，如清空發(fā)送狀態(tài)、啟動下一次傳輸
啟動DMA通道前清空相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識，防止首次傳輸錯亂數(shù)據(jù)
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void?bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel4,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART2->TDR);/*?UART2發(fā)送數(shù)據(jù)地址?*/
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;??/*?發(fā)送數(shù)據(jù)buf?*/
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralDST;??/*?傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè)?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;????/*?發(fā)送數(shù)據(jù)buf大小?*/
?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_Normal;???/*?單次模式?*/
?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|DMA_IT_TE,?ENABLE);?/*?使能傳輸完成中斷、錯誤中斷?*/
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);?/*?清除發(fā)送完成標(biāo)識?*/
?DMA_Cmd(DMA1_Channel4,?ENABLE);?/*?啟動DMA發(fā)送?*/
}
6.3 發(fā)送處理
串口待發(fā)送數(shù)據(jù)存于發(fā)送fifo中，發(fā)送處理函數(shù)需要做的的任務(wù)就是循環(huán)查詢發(fā)送fifo是否存在數(shù)據(jù)，如存在則將該數(shù)據(jù)拷貝到DMA發(fā)送buf中，然后啟動DMA傳輸。
前提是需要等待上一次DMA傳輸完畢，即是DMA接收到DMA傳輸完成中斷信號"DMA_IT_TC"。
串口發(fā)送處理函數(shù)：
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void?uart_poll_dma_tx(uint8_t?uart_id)
{
???uint16_t?size?=?0;
?
?if?(0x01?==?s_uart_dev[uart_id].status)
????{
????????return;
????}
?size?=?fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo,?s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
??????s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
?if?(size?!=?0)
?{
????????s_UartTxRxCount[uart_id*2+0]?+=?size;
????if?(uart_id?==?0)
??{
????????????s_uart_dev[uart_id].status?=?0x01;?/*?DMA發(fā)送狀態(tài)?*/
?????bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,?size);
??}
??else?if?(uart_id?==?1)
??{
????????????s_uart_dev[uart_id].status?=?0x01;?/*?DMA發(fā)送狀態(tài),必須在使能DMA傳輸前置位，否則有可能DMA已經(jīng)傳輸并進(jìn)入中斷?*/
???bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,?size);
??}
?}
}
注意發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識，必須先置為“發(fā)送狀態(tài)”，然后啟動DMA 傳輸。如果步驟反過來，在傳輸數(shù)據(jù)量少時，DMA傳輸時間短，“DMA_IT_TC”中斷可能比“發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識置位”先執(zhí)行，導(dǎo)致程序誤判DMA一直處理發(fā)送狀態(tài)（發(fā)送標(biāo)識無法被清除）。
注：關(guān)于DMA發(fā)送數(shù)據(jù)啟動函數(shù)，有些博客文章描述只需改變DMA發(fā)送buf的大小即可；經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，該方法在發(fā)送數(shù)據(jù)量較小時可行，數(shù)據(jù)量大后，導(dǎo)致發(fā)送失敗，而且不會觸發(fā)DMA發(fā)送完成中斷。因此，可靠辦法是：每次啟動DMA發(fā)送，重新配置DMA通道所有參數(shù)。該步驟只是配置寄存器過程，實質(zhì)上不會占用很多CPU執(zhí)行時間。
DMA傳輸完成中斷處理函數(shù)：
void?uart_dmatx_done_isr(uint8_t?uart_id)
{
??s_uart_dev[uart_id].status?=?0;?/*?清空DMA發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識?*/
}
上述串口發(fā)送處理函數(shù)可以在幾種情況調(diào)用：
主線程任務(wù)調(diào)用，前提是線程不能被其他任務(wù)阻塞，否則導(dǎo)致fifo溢出
void?thread(void)
{
????uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
????uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}
定時器中斷中調(diào)用
void?TIMx_IRQHandler(void)
{
????uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
????uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}
DMA通道傳輸完成中斷中調(diào)用
void?DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
{
?if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
?{
??UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
??DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
??uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
?}
}
每次拷貝多少數(shù)據(jù)量到DMA發(fā)送buf：
關(guān)于這個問題，與具體應(yīng)用場景有關(guān)，遵循的原則就是：只要發(fā)送fifo的數(shù)據(jù)量大于等于DMA發(fā)送buf的大小，就應(yīng)該填滿DMA發(fā)送buf，然后啟動DMA傳輸，這樣才能充分發(fā)揮會DMA性能。
因此，需兼顧每次DMA傳輸?shù)男屎痛跀?shù)據(jù)流實時性，參考著幾類實現(xiàn)：
周期查詢發(fā)送fifo數(shù)據(jù)，啟動DMA傳輸，充分利用DMA發(fā)送效率，但可能降低串口數(shù)據(jù)流實時性
實時查詢發(fā)送fifo數(shù)據(jù)，加上超時處理，理想的方法
在DMA傳輸完成中斷中處理，保證實時連續(xù)數(shù)據(jù)流
7 串口設(shè)備
7.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
/*?串口設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?*/
typedef?struct
{
?uint8_t?status;???/*?發(fā)送狀態(tài)?*/
?_fifo_t?tx_fifo;??/*?發(fā)送fifo?*/
?_fifo_t?rx_fifo;??/*?接收fifo?*/
?uint8_t?*dmarx_buf;??/*?dma接收緩存?*/
?uint16_t?dmarx_buf_size;/*?dma接收緩存大小*/
?uint8_t?*dmatx_buf;??/*?dma發(fā)送緩存?*/
?uint16_t?dmatx_buf_size;/*?dma發(fā)送緩存大小?*/
?uint16_t?last_dmarx_size;/*?dma上一次接收數(shù)據(jù)大小?*/
}uart_device_t;
7.2 對外接口
左右滑動查看全部代碼>>>
/*?串口注冊初始化函數(shù)?*/
void?uart_device_init(uint8_t?uart_id)
{
???if?(uart_id?==?1)
?{
??/*?配置串口2收發(fā)fifo?*/
??fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo,?&s_uart2_tx_buf[0],?
??????????????????????sizeof(s_uart2_tx_buf),?fifo_lock,?fifo_unlock);
??fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,?&s_uart2_rx_buf[0],?
??????????????????????sizeof(s_uart2_rx_buf),?fifo_lock,?fifo_unlock);
??
??/*?配置串口2?DMA收發(fā)buf?*/
??s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf?=?&s_uart2_dmarx_buf[0];
??s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size?=?sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
??s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf?=?&s_uart2_dmatx_buf[0];
??s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size?=?sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
??bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf,?
??????????sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
??s_uart_dev[uart_id].status??=?0;
?}
}

/*?串口發(fā)送函數(shù)?*/
uint16_t?uart_write(uint8_t?uart_id,?const?uint8_t?*buf,?uint16_t?size)
{
?return?fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo,?buf,?size);
}

/*?串口讀取函數(shù)?*/
uint16_t?uart_read(uint8_t?uart_id,?uint8_t?*buf,?uint16_t?size)
{
?return?fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,?buf,?size);
}
8 相關(guān)文章
依賴的fifo參考該文章：
通用環(huán)形緩沖區(qū)模塊：
https://acuity.blog.csdn.net/article/details/78902689
9 完整源碼
代碼倉庫：
https://github.com/Prry/stm32f0-uart-dma
串口&DMA底層配置：
左右滑動查看全部代碼>>>
#include?
#include?
#include?
#include?"stm32f0xx.h"
#include?"bsp_uart.h"

/**
?*?@brief??
?*?@param??
?*?@retval?
?*/
static?void?bsp_uart1_gpio_init(void)
{
????GPIO_InitTypeDef????GPIO_InitStructure;
#if?0
?RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB,?ENABLE);
?
????GPIO_PinAFConfig(GPIOB,?GPIO_PinSource6,?GPIO_AF_0);
????GPIO_PinAFConfig(GPIOB,?GPIO_PinSource7,?GPIO_AF_0);?
?
?GPIO_InitStructure.GPIO_Pin??=?GPIO_Pin_6?|?GPIO_Pin_7;
????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode??=?GPIO_Mode_AF;
?GPIO_InitStructure.GPIO_OType??=?GPIO_OType_PP;
????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed???=?GPIO_Speed_Level_3;
????GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd??=?GPIO_PuPd_UP;
????GPIO_Init(GPIOB,?&GPIO_InitStructure);
#else
?RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,?ENABLE);
?
????GPIO_PinAFConfig(GPIOB,?GPIO_PinSource9,?GPIO_AF_1);
????GPIO_PinAFConfig(GPIOB,?GPIO_PinSource10,?GPIO_AF_1);?
?
?GPIO_InitStructure.GPIO_Pin??=?GPIO_Pin_9?|?GPIO_Pin_10;
????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode??=?GPIO_Mode_AF;
?GPIO_InitStructure.GPIO_OType??=?GPIO_OType_PP;
????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed???=?GPIO_Speed_Level_3;
????GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd??=?GPIO_PuPd_UP;
????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);
#endif
}

/**
?*?@brief??
?*?@param??
?*?@retval?
?*/
static?void?bsp_uart2_gpio_init(void)
{
?GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStructure;
?
?RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB,?ENABLE);
?
?GPIO_PinAFConfig(GPIOA,?GPIO_PinSource2,?GPIO_AF_1);
?GPIO_PinAFConfig(GPIOA,?GPIO_PinSource3,?GPIO_AF_1);
?
?GPIO_InitStructure.GPIO_Pin???=?GPIO_Pin_2?|?GPIO_Pin_3;
?GPIO_InitStructure.GPIO_Mode??=?GPIO_Mode_AF;
?GPIO_InitStructure.GPIO_OType?=?GPIO_OType_PP;
?GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_10MHz;
?GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd??=?GPIO_PuPd_UP;
?GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);
}

/**
?*?@brief??
?*?@param??
?*?@retval?
?*/
void?bsp_uart1_init(void)
{
?USART_InitTypeDef?USART_InitStructure;
?NVIC_InitTypeDef?NVIC_InitStructure;
?
?bsp_uart1_gpio_init();
?
?/*?使能串口和DMA時鐘?*/
?RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,?ENABLE);
?RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,?ENABLE);
?
?USART_InitStructure.USART_BaudRate????????????=?57600;
?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);
?
?USART_ITConfig(USART1,?USART_IT_IDLE,?ENABLE);?/*?使能空閑中斷?*/
?USART_OverrunDetectionConfig(USART1,?USART_OVRDetection_Disable);
?
?USART_Cmd(USART1,?ENABLE);
?USART_DMACmd(USART1,?USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx,?ENABLE);?/*?使能DMA收發(fā)?*/

?/*?串口中斷?*/
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel?????????=?USART1_IRQn;
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority?=?2;
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd??????=?ENABLE;
?NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

?/*?DMA中斷?*/
???NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel??????=?DMA1_Channel2_3_IRQn;???????
???NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority?=?0;?
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd??????=?ENABLE;
???NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/**
?*?@brief??
?*?@param??
?*?@retval?
?*/
void?bsp_uart2_init(void)
{
?USART_InitTypeDef?USART_InitStructure;
?NVIC_InitTypeDef?NVIC_InitStructure;
?
?bsp_uart2_gpio_init();
?
?/*?使能串口和DMA時鐘?*/
?RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,?ENABLE);
?RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,?ENABLE);

?USART_InitStructure.USART_BaudRate????????????=?57600;
?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);?/*?使能空閑中斷?*/
?USART_OverrunDetectionConfig(USART2,?USART_OVRDetection_Disable);
?
?USART_Cmd(USART2,?ENABLE);
?USART_DMACmd(USART2,?USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx,?ENABLE);??/*?使能DMA收發(fā)?*/

?/*?串口中斷?*/
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel?????????=?USART2_IRQn;
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority?=?2;
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd??????=?ENABLE;
?NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

?/*?DMA中斷?*/
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel?????????=?DMA1_Channel4_5_IRQn;???????
???NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority?=?0;?
?NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd??????=?ENABLE;
???NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void?bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel2,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART1->TDR);
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;?
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralDST;??/*?傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè)?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;?
?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_Normal;?
?DMA_InitStructure.DMA_Priority?????=?DMA_Priority_High;?
?DMA_InitStructure.DMA_M2M??????=?DMA_M2M_Disable;?
?DMA_Init(DMA1_Channel2,?&DMA_InitStructure);??
?DMA_ITConfig(DMA1_Channel2,?DMA_IT_TC|DMA_IT_TE,?ENABLE);?
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2);?/*?清除發(fā)送完成標(biāo)識?*/
?DMA_Cmd(DMA1_Channel2,?ENABLE);?
}

void?bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel3);?
?DMA_Cmd(DMA1_Channel3,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART1->RDR);
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;?
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralSRC;??/*?傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;?
?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_VeryHigh;?
?DMA_InitStructure.DMA_M2M??????=?DMA_M2M_Disable;?
?DMA_Init(DMA1_Channel3,?&DMA_InitStructure);?
?DMA_ITConfig(DMA1_Channel3,?DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE,?ENABLE);/*?使能DMA半滿、全滿、錯誤中斷?*/
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3);
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel3,?ENABLE);?
}

uint16_t?bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
?return?DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);?/*?獲取DMA接收buf剩余空間?*/
}

void?bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel4,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART2->TDR);
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;?
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralDST;??/*?傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè)?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;?
?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_Normal;?
?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|DMA_IT_TE,?ENABLE);?
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);?/*?清除發(fā)送完成標(biāo)識?*/
?DMA_Cmd(DMA1_Channel4,?ENABLE);?
}

void?bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t?*mem_addr,?uint32_t?mem_size)
{
???DMA_InitTypeDef?DMA_InitStructure;
?
?DMA_DeInit(DMA1_Channel5);?
?DMA_Cmd(DMA1_Channel5,?DISABLE);
?DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr??=?(uint32_t)&(USART2->RDR);
?DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr???=?(uint32_t)mem_addr;?
?DMA_InitStructure.DMA_DIR??????=?DMA_DIR_PeripheralSRC;??/*?傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存?*/
?DMA_InitStructure.DMA_BufferSize????=?mem_size;?
?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_VeryHigh;?
?DMA_InitStructure.DMA_M2M??????=?DMA_M2M_Disable;?
?DMA_Init(DMA1_Channel5,?&DMA_InitStructure);?
?DMA_ITConfig(DMA1_Channel5,?DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE,?ENABLE);/*?使能DMA半滿、全滿、錯誤中斷?*/
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);
?DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
?DMA_Cmd(DMA1_Channel5,?ENABLE);?
}

uint16_t?bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
?return?DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);?/*?獲取DMA接收buf剩余空間?*/
}
壓力測試：
1.5Mbps波特率，串口助手每毫秒發(fā)送1k字節(jié)數(shù)據(jù)，stm32f0 DMA接收數(shù)據(jù)，再通過DMA發(fā)送回串口助手，毫無壓力。
1.5Mbps波特率，可傳輸大文件測試，將接收數(shù)據(jù)保存為文件，與源文件比較。
串口高波特率測試需要USB轉(zhuǎn)TLL工具及串口助手都支持才可行，推薦CP2102、FT232芯片的USB轉(zhuǎn)TTL工具。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_20553613/article/details/108367512

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