二十一、串口DMA接收和中断接收

1. 全局定义

我们先定义一些全局变量来方便后续的使用：

#define USART_MAX_LEN 400

volatile uint16_t usart1_rx_len = 0;            //接收帧数据的长度
volatile uint16_t usart1_tx_len = 0;            //发送帧数据的长度
volatile uint8_t usart1_recv_end_flag = 0;      //帧数据接收完成标志
uint8_t DMA_USART1_RX_BUF[USART_MAX_LEN]={0};   //接收数据缓存
uint8_t DMA_USART1_TX_BUF[USART_MAX_LEN]={0};   //DMA发送缓存

2. 初始化串口

2.1 GPIO配置

//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定义一个结构体变量用于配置GPIO
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // 定义一个结构体变量用于配置USART

USART_DeInit(USART1);            // 重置USART1寄存器为默认值，即取消之前的配置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);         // 使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);         // 使能USART1时钟

// USART1端口配置
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);                      // 将GPIO_InitStructure结构体初始化为默认值
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                  // 配置引脚9为USART1的TX引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;            // 设置引脚9为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;          // 设置引脚9的输出速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                     // 将以上配置应用到GPIOA端口上

GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);                      // 将GPIO_InitStructure结构体再次初始化为默认值
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;                 // 配置引脚10为USART1的RX引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;      // 设置引脚10为浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);     // 将以上配置应用到GPIOA端口上

代码解释

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 这行声明了一个名为GPIO_InitStructure的结构体变量，用于配置GPIO端口的参数。
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; 这行声明了一个名为USART_InitStructure的结构体变量，用于配置USART模块的参数。
USART_DeInit(USART1); 这行代码将USART1模块的寄存器重置为默认值，取消之前的配置。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); 这行代码使能了GPIOA端口的时钟。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); 这行代码使能了USART1模块的时钟。

下面的代码块是对USART1端口进行配置：
- GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure); - 这行代码将GPIO_InitStructure结构体初始化为默认值。
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; - 这行代码配置引脚9为USART1的TX引脚。
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; - 这行代码设置引脚9为复用推挽输出。
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; - 这行代码设置引脚9的输出速度为50MHz。
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); - 这行代码将以上配置应用到GPIOA端口上。
接着是对引脚10进行配置，同样使用了类似的步骤：
- GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure); - 初始化GPIO_InitStructure结构体为默认值。
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; - 配置引脚10为USART1的RX引脚。
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; - 设置引脚10为浮空输入。
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); - 将以上配置应用到GPIOA端口上。

这些代码主要是在配置STM32微控制器的USART1模块和相关的GPIO端口，以便进行串行通信操作。

2.2 串口配置

设置USART1的波特率、字长（8位数据格式）、停止位（1个停止位）、奇偶校验位（无）、硬件流控（无）以及工作模式（收发模式）。

//USART1 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = __baud;                       //波特率设置
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

__baud：是形参，方便更改波特率。

2.3 中断配置

配置USART1的中断优先级，并使能中断。同时，配置DMA2_Stream5（DMA接收）和DMA2_Stream7（DMA发送）的中断和优先级。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;         //串口1中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;   //抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;         //子优先级1
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

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;  //嵌套通道为DMA1_Channel4_IRQn
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占优先级为 2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;        //响应优先级为 2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //通道中断使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;   //抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 3;   //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);          //开启串口空闲中断

2.4 DMA接收和发送配置

开启DMA时钟，分别对DMA2_Stream5和DMA2_Stream7进行配置，包括选择通道、设置外设和内存地址、数据传输方向、数据大小、增量模式、传输模式等。最后，使能DMA通道。

/* 配置串口DMA接收*/
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);                                          // 开启DMA时钟

// RX DMA1 通道5
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = sizeof(DMA_USART1_RX_BUF);  // 定义了接收的最大长度
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;             // 串口接收，方向是外设->内存
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                   // 本次是外设到内存，所以关闭内存到内存
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)DMA_USART1_RX_BUF;// 内存的基地址，要存储在哪里
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;// 内存数据宽度，按照字节存储
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;        // 内存递增，每次串口收到数据存在内存中，下次收到自动存储在内存的下一个位置
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;                  // 正常模式
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_BASE + 0x04; // 外设的基地址，串口的数据寄存器
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设的数据宽度，按照字节存储，与内存的数据宽度一致
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 接收只有一个数据寄存器 RDR，所以外设地址不递增
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 优先级
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

// TX DMA1 通道4
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0;                              // 发送缓冲区的大小，初始化为0不发送
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                 // 发送是方向是外设到内存，外设作为目的地
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr =(uint32_t)DMA_USART1_TX_BUF; // 发送内存地址，从哪里发送
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx | USART_DMAReq_Rx, ENABLE);   // 使能DMA串口发送和接受请求

DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);     // 使能接收
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);    // 禁止发送

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE); // 使能接收DMA通道中断

USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1

3. 编写串口中断服务函数

当USART1空闲中断发生时，表示接收到一帧数据完成，此时通过DMA获取接收到的数据长度，并将接收到的数据通过DMA发送出去（回显功能）。然后，重新设置DMA接收的数据长度并使能DMA接收。

void USART1_IRQHandler(void)  //串口1中断服务程序
{
    if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE)!=RESET) //空闲中断触发
    {
        usart1_recv_end_flag = 1;     // 接受完成标志位置1

        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);  /* 暂时关闭dma，数据尚未处理 */
        usart1_rx_len = USART_MAX_LEN - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);/* 获取接收到的数据长度 单位为字节*/
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5);     /* 清DMA标志位 */

        DMA_USART1_Send(DMA_USART1_RX_BUF, usart1_rx_len); // 将接收的数据回显

        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5,USART_MAX_LEN); /* 重新赋值计数值，必须大于等于最大可能接收到的数据帧数目 */
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);   /*打开DMA*/

        USART_ReceiveData(USART1);   //清除空闲中断标志位（接收函数有清标志位的作用）
    }

    if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_TC)==RESET) //传输完成中断
    {
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC); // 清除传输完成中断标志位
        USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TC,DISABLE);
        usart1_rx_len = 0;
    }
}

4. 编写DMA接收中断服务函数

// DMA1_Channel5_IRQHandler函数
void DMA1_Channel5_IRQHandler(void)
{
    if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC5) != RESET) // 等待DMA1_Channel5传输完成
    {
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5); // 清除DMA1_Channel5传输完成标志
        DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); // 关闭使能
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); // 打开串口发送完成中断
    }
}

函数解释

void DMA1_Channel5_IRQHandler(void) 这是一个无返回值的函数，用于处理DMA1通道5的中断。在STM32中，中断服务函数的命名规则遵循特定的格式，以便系统能够正确识别和调用它们。
if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC5) != RESET) 这行代码检查DMA1通道5传输完成标志位是否被置位，即检查数据传输是否完成。
{ DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC5); } 如果传输已经完成，那么将清除DMA1通道5传输完成标志位，以便为下一次传输做准备。
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); 这行代码用于关闭DMA1通道5，即禁用DMA1通道5，防止不必要的��复传输。
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); 最后，这行代码打开了USART1的发送完成中断，允许在数据传输完成时触发相应的中断处理。

5. 发送函数

将要发送的数据复制到DMA_USART1_TX_BUF缓冲区，设置DMA传输的数据长度，并使能DMA1_Channel4开始数据传输。

void DMA_USART1_Send(uint8_t *data, uint16_t size)
{
      memcpy(DMA_USART1_TX_BUF, data, size); // 复制数据到DMA发送缓存区
      DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); // 确保DMA可以被设置
      DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4, size); // 设置数据传输长度
      DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); // 打开DMA通道，开始发送
}

6. 实验现象

关于这一章节的代码百度网盘下载，在立创·STM32F103C8T6开发板资料/第03章软件资料/代码例程/010串口中断DMA接收二合一。

烧写我们的代码之后，在串口助手中发送对应的数据，将会在串口助手中显示出来。

标准库入门教程资料

模块移植手册

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

二十一、串口DMA接收和中断接收

1. 全局定义

2. 初始化串口

2.1 GPIO配置

2.2 串口配置

2.3 中断配置

2.4 DMA接收和发送配置

3. 编写串口中断服务函数

4. 编写DMA接收中断服务函数

5. 发送函数

6. 实验现象

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

二十一、串口DMA接收和中断接收 ​

1. 全局定义 ​

2. 初始化串口 ​

2.1 GPIO配置 ​

2.2 串口配置 ​

2.3 中断配置 ​

2.4 DMA接收和发送配置 ​

3. 编写串口中断服务函数 ​

4. 编写DMA接收中断服务函数 ​

5. 发送函数 ​

6. 实验现象 ​

二十一、串口DMA接收和中断接收

1. 全局定义

2. 初始化串口

2.1 GPIO配置

2.2 串口配置

2.3 中断配置

2.4 DMA接收和发送配置

3. 编写串口中断服务函数

4. 编写DMA接收中断服务函数

5. 发送函数

6. 实验现象