MCU微课堂 | CKS32F107xx USART（二）

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cathy -- 周四, 02/27/2025 - 18:53

在上一讲中，我们对USART进行了简单介绍，并讲解了如何在不使用DMA的情况下进行不定长度数据接收，本讲将着重讲解如何使用DMA进行USART不定长度接收。

USART可以利用DMA连续通信。Rx缓冲器和Tx缓冲器的DMA请求是分别产生的。参考产品技术说明以确定是否可用DMA控制器。如果所用产品无DMA功能，发送器或接收器里所描述的方法使用USART。在USART2_SR寄存器里，可以清零TXE/RXNE标志来实现连续通信。

利用DMA发送

使用DMA进行发送，可以通过设置USART_CR3寄存器上的DMAT位激活。当TXE位被置为’1’时，DMA就从指定的SRAM区传送数据到USART_DR寄存器。为USART的发送分配一个DMA通道的步骤如下(x表示通道号)：

  1. 在DMA控制寄存器上将USART_DR寄存器地址配置成DMA传输的目的地址。在每个TXE事件后，数据将被传送到这个地址；

  2. 在DMA控制寄存器上将存储器地址配置成DMA传输的源地址。在每个TXE事件后，将从此存储器区读出数据并传送到USART_DR寄存器；

  3. 在DMA控制寄存器中配置要传输的总的字节数；

  4. 在DMA寄存器上配置通道优先级；

  5. 根据应用程序的要求，配置在传输完成一半还是全部完成时产生DMA中断；

  6. 在DMA寄存器上激活该通道。

当传输完成DMA控制器指定的数据量时，DMA控制器在该DMA通道的中断向量上产生一中断。在发送模式下，当DMA传输完所有要发送的数据时，DMA控制器设置DMA_ISR寄存器的TCIF标志；监视USART_SR寄存器的TC标志可以确认USART通信是否结束，这样可以在关闭USART或进入停机模式之前避免破坏最后一次传输的数据；软件需要先等待TXE=1，再等待TC=1。

1.png

图1 利用DMA发送

利用DMA接收

可以通过设置USART_CR3寄存器的DMAR位激活使用DMA进行接收，每次接收到一个字节，DMA控制器就就把数据从USART_DR寄存器传送到指定的SRAM区(参考DMA相关说明)。

为USART的接收分配一个DMA通道的步骤如下(x表示通道号)：

  1. 通过DMA控制寄存器把USART_DR寄存器地址配置成传输的源地址。在每个RXNE事件后，将从此地址读出数据并传输到存储器；

  2. 通过DMA控制寄存器把存储器地址配置成传输的目的地址。在每个RXNE事件后，数据将从USART_DR传输到此存储器区；

  3. 在DMA控制寄存器中配置要传输的总的字节数；

  4. 在DMA寄存器上配置通道优先级；

  5. 根据应用程序的要求配置在传输完成一半还是全部完成时产生DMA中断；

  6. 在DMA控制寄存器上激活该通道。

当接收完成DMA控制器指定的传输量时，DMA控制器在该DMA通道的中断矢量上产生一中断。

2.png

图2 利用DMA接收

DMA通道

在CKS32F107xx DMA章节中，我们对DMA进行了基本介绍，根据各通道DMA请求表可以发现，USART1需要使用的DMA通道为DMA1的第4和第5通道。

3.png

图3 USART1 DMA通道

USART初始化程序

在该例程中，我们使用USART1，利用DMA接收并发送不定长度数据。

  1. 开启GPIO、USART1、DMA1时钟；

  2. 对USART引脚进行配置，PA9映射TX，PA10映射RX；

  3. 初始化DMA1相关参数；

  4. 对USART参数进行配置，此例程使用USART的IDLE中断对不定长度数据接收完成进行判断；

  5. 对中断参数进行配置；

/*******************************************************************************
* Function Name  : USART_Configuration
* Description    : Configure USART1
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
* Attention   : None
*******************************************************************************/
void CKS_USART_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

  /*USART1_TX -> PA9 , USART1_RX -> PA10*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;          
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);     

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;         
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  /* DMA configuration ----------------------------------------------*/
  /* USART1_RX DMA Init */
DMA_DeInit(DMA1_Channel5);
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)CKS_Uart_Rx;
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = CKS_UART_TX_RX_BUFF;
  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_Channel5, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);

/* USART1_TX DMA Init */
DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)CKS_Uart_Tx;
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
  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_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);

  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);

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);

/* USART1 interrupt configuration ----------------------------------------------*/
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

USART_IRQHandler函数

我们利用USART的IDLE进行不定长度数据接收完成判断，当USART被IDLE中断触发后，即标志着本次数据流已完成传输。

/*******************************************************************************
* Function Name  : USART1_IRQHandler
* Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_IDLE) != RESET)
{
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);

uint8_t i = USART1->SR;
i = USART1->DR;

CKS_Uart_Rx_Data_Lenth = CKS_UART_TX_RX_BUFF - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);
DMA1_Channel5->CNDTR = CKS_UART_TX_RX_BUFF;

CKS_Uart_Tx_Data_Lenth = CKS_Uart_Rx_Data_Lenth;
memcpy(CKS_Uart_Tx, CKS_Uart_Rx, CKS_Uart_Rx_Data_Lenth);

memset(CKS_Uart_Rx, 0x00, sizeof(CKS_Uart_Rx));
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);

CKS_Uart_Transmite_With_DMA(CKS_Uart_Tx_Data_Lenth);
}

USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_RXNE);
}

USART发送程序

发送程序通过DMA发送长度为lenth的CKS_Uart_Tx数组。

/*******************************************************************************
* Function Name  : CKS_Uart_Transmite_With_DMA
* Description    : transmite data.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/

void CKS_Uart_Transmite_With_DMA(uint32_t lenth)
{
DMA1_Channel4->CNDTR = lenth;
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
while(!DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)){}
DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);

memset(CKS_Uart_Tx, 0x00, sizeof(CKS_Uart_Tx));
CKS_Uart_Tx_Data_Lenth = 0x00;

DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
}

相关链接：MCU微课堂 | CKS32F107xx USART（一）

来源：中科芯MCU

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