STM32F1系列串口DMA发送与接收。 高效率接收采用DMA和串口空闲中断来处理不定长数据。 核心部分纯寄存器操作效率高舍弃了HAL库中断处理的繁琐操作。 单独的C文件和H文件方便移植可以代写程序在STM32F1系列的开发中串口通信是非常常见的需求。而实现高效的串口DMA发送与接收能够极大提升系统性能。本文将重点介绍如何采用DMA和串口空闲中断来实现不定长数据的高效率接收并且核心部分使用纯寄存器操作摒弃HAL库中断处理的繁琐同时以单独的C文件和H文件形式呈现方便移植。一、整体思路对于不定长数据接收传统方式在处理连续且长度不固定的数据时效率较低。而利用DMA直接内存访问和串口空闲中断相结合的方式可以让CPU从频繁的数据读取和处理中解放出来提高整体系统的运行效率。STM32F1系列串口DMA发送与接收。 高效率接收采用DMA和串口空闲中断来处理不定长数据。 核心部分纯寄存器操作效率高舍弃了HAL库中断处理的繁琐操作。 单独的C文件和H文件方便移植可以代写程序DMA负责将数据从串口数据寄存器搬运到指定内存区域而串口空闲中断则用于通知CPU数据接收完毕从而进行后续处理。二、寄存器操作实现1. 串口初始化void USART_Init(void) { // 使能GPIOA和USART1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 配置PA9TX为复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); // 配置PA10RX为浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // 配置串口参数 USART_InitStructure.USART_BaudRate 115200; 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); // 使能串口 USART_Cmd(USART1, ENABLE); }这里首先使能了GPIOA和USART1的时钟接着配置了TX引脚为复用推挽输出RX引脚为浮空输入。然后设置串口的波特率、数据位、停止位、校验位等参数并最终使能串口。2. DMA初始化void DMA_Init(void) { // 使能DMA1时钟 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 配置DMA通道1用于USART1接收 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr (u32)USART1-DR; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr (u32)RxBuffer; DMA_InitStructure.DMA_DIR DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize RX_BUFFER_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_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel5, DMA_InitStructure); // 使能DMA通道1 DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); }在DMA初始化中使能了DMA1时钟配置了DMA通道1用于USART1接收。设置了外设地址为USART1的数据寄存器地址内存地址为接收缓冲区地址。采用循环模式这样在缓冲区满后会自动覆盖旧数据方便持续接收。3. 串口空闲中断配置void NVIC_Init(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 配置串口1中断优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 0x00; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority 0x00; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE; NVIC_Init(NVIC_InitStructure); // 使能串口空闲中断 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); }这里配置了串口1的中断优先级并使能了串口空闲中断。当串口接收完一帧数据进入空闲状态时就会触发该中断。4. 中断处理函数void USART1_IRQHandler(void) { if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE)! RESET) { // 清除空闲中断标志 __IO uint32_t tmp USART1-SR; tmp USART1-DR; // 获取DMA已传输的数据量 u16 RxLength RX_BUFFER_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); // 处理接收到的数据 // 这里可以添加用户自己的处理逻辑例如数据解析等 // ...... // 重新设置DMA缓冲区大小 DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, RX_BUFFER_SIZE); } }在中断处理函数中首先判断是否是串口空闲中断。如果是则清除中断标志通过DMA获取已传输的数据量用户可以在这之后添加自己的数据处理逻辑最后重新设置DMA缓冲区大小以便下一次接收。三、文件结构与移植将上述代码分别整理到.c和.h文件中例如usartdma.c和usartdma.h。在usart_dma.h中可以定义一些宏如缓冲区大小等。这样的文件结构在不同项目移植时只需要将这两个文件复制到新工程中并根据实际情况修改一些参数即可快速实现串口DMA的发送与接收功能。通过以上基于寄存器操作的方式实现了STM32F1系列串口DMA发送与接收的高效处理希望对大家在相关项目开发中有所帮助。
STM32F1系列串口DMA发送与接收：高效数据处理之道
STM32F1系列串口DMA发送与接收。 高效率接收采用DMA和串口空闲中断来处理不定长数据。 核心部分纯寄存器操作效率高舍弃了HAL库中断处理的繁琐操作。 单独的C文件和H文件方便移植可以代写程序在STM32F1系列的开发中串口通信是非常常见的需求。而实现高效的串口DMA发送与接收能够极大提升系统性能。本文将重点介绍如何采用DMA和串口空闲中断来实现不定长数据的高效率接收并且核心部分使用纯寄存器操作摒弃HAL库中断处理的繁琐同时以单独的C文件和H文件形式呈现方便移植。一、整体思路对于不定长数据接收传统方式在处理连续且长度不固定的数据时效率较低。而利用DMA直接内存访问和串口空闲中断相结合的方式可以让CPU从频繁的数据读取和处理中解放出来提高整体系统的运行效率。STM32F1系列串口DMA发送与接收。 高效率接收采用DMA和串口空闲中断来处理不定长数据。 核心部分纯寄存器操作效率高舍弃了HAL库中断处理的繁琐操作。 单独的C文件和H文件方便移植可以代写程序DMA负责将数据从串口数据寄存器搬运到指定内存区域而串口空闲中断则用于通知CPU数据接收完毕从而进行后续处理。二、寄存器操作实现1. 串口初始化void USART_Init(void) { // 使能GPIOA和USART1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 配置PA9TX为复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); // 配置PA10RX为浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // 配置串口参数 USART_InitStructure.USART_BaudRate 115200; 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); // 使能串口 USART_Cmd(USART1, ENABLE); }这里首先使能了GPIOA和USART1的时钟接着配置了TX引脚为复用推挽输出RX引脚为浮空输入。然后设置串口的波特率、数据位、停止位、校验位等参数并最终使能串口。2. DMA初始化void DMA_Init(void) { // 使能DMA1时钟 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 配置DMA通道1用于USART1接收 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr (u32)USART1-DR; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr (u32)RxBuffer; DMA_InitStructure.DMA_DIR DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize RX_BUFFER_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_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel5, DMA_InitStructure); // 使能DMA通道1 DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); }在DMA初始化中使能了DMA1时钟配置了DMA通道1用于USART1接收。设置了外设地址为USART1的数据寄存器地址内存地址为接收缓冲区地址。采用循环模式这样在缓冲区满后会自动覆盖旧数据方便持续接收。3. 串口空闲中断配置void NVIC_Init(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 配置串口1中断优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 0x00; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority 0x00; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE; NVIC_Init(NVIC_InitStructure); // 使能串口空闲中断 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); }这里配置了串口1的中断优先级并使能了串口空闲中断。当串口接收完一帧数据进入空闲状态时就会触发该中断。4. 中断处理函数void USART1_IRQHandler(void) { if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE)! RESET) { // 清除空闲中断标志 __IO uint32_t tmp USART1-SR; tmp USART1-DR; // 获取DMA已传输的数据量 u16 RxLength RX_BUFFER_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); // 处理接收到的数据 // 这里可以添加用户自己的处理逻辑例如数据解析等 // ...... // 重新设置DMA缓冲区大小 DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, RX_BUFFER_SIZE); } }在中断处理函数中首先判断是否是串口空闲中断。如果是则清除中断标志通过DMA获取已传输的数据量用户可以在这之后添加自己的数据处理逻辑最后重新设置DMA缓冲区大小以便下一次接收。三、文件结构与移植将上述代码分别整理到.c和.h文件中例如usartdma.c和usartdma.h。在usart_dma.h中可以定义一些宏如缓冲区大小等。这样的文件结构在不同项目移植时只需要将这两个文件复制到新工程中并根据实际情况修改一些参数即可快速实现串口DMA的发送与接收功能。通过以上基于寄存器操作的方式实现了STM32F1系列串口DMA发送与接收的高效处理希望对大家在相关项目开发中有所帮助。
