FreeRTOS串口DMA收发不定长数据
描述
基础知识点
DMA
DMA(Direct Memory Access)，即直接内存存储，在一些数据的传输中，如串口、SPI等，采用DMA方式，传输过程不需要CPU参与，可用让CPU有更多的时间处理其他的事情。
STM32F4的DMA通道选择如下：
接下来的程序思路如下：
编程要点
DMA发送
串口DMA发送配置
由于是发送不定长的数据，先不需要配置发送的长度，在每次的发送时，再配置。
//=======================================
//串口DMA发送配置
//=======================================
void dma_uart_tx_init()
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能
DMA_DeInit(Uart_Tx_DMAStream);//使用----->DMA2_Stream7
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Tx_DMAStream) != DISABLE){}//等待DMA可配置
/* 配置 DMA Stream */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //通道选择
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; //目的：DMA外设地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)SendBuff; //源：DMA存储器0地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //方向：存储器到外设模式
//DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUF_SIZE; //长度：数据传输量(先不配置)
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_Normal; //使用普通模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA优先级：中等优先级
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; //FIFO模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full; //FIFO大小
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; //存储器单次传输
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //外设单次传输
DMA_Init(Uart_Tx_DMAStream, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
//中断配置
DMA_ITConfig(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TC,ENABLE); //配置DMA发送完成后产生中断
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream7_IRQn;//
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=7;//抢占优先级8
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级0
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_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送
DMA_Cmd (Uart_Tx_DMAStream,DISABLE);//先不要使能DMA！
}
DMA发送完成中断
DMA发送完成后，触发DMA发送完成中断，这里可用释放自定义的DMA发送完成信号量，表明下次的DMA传输可用进行。
//=======================================
//DMA发送完成中断服务程序
//=======================================
void DMA2_Stream7_IRQHandler(void)
{
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;
//printf("ooooooorn");
if(DMA_GetITStatus(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TCIF7)!= RESET) //检查DMA传输完成中断 DMA_IT_TCIF7
{
DMA_ClearITPendingBit(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TCIF7);
//printf("dma tx okrn");
if(uartDMATCSemaphore!=NULL)
{
//释放二值信号量
xSemaphoreGiveFromISR(uartDMATCSemaphore,&xHigherPriorityTaskWoken); //释放DMA传输完成二值信号量
}
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);//如果需要的话进行一次任务切换
}
}
DMA发送函数接口
//=======================================
//串口DMA发送函数
//=======================================
void uart_DMA_send(u8 *str,u16 ndtr)
{
u8 i;
u8 *p=str;
while(xSemaphoreTake(uartDMATCSemaphore,2)!=pdTRUE);//获取信号量，等待DMA发送可用
DMA_Cmd(Uart_Tx_DMAStream, DISABLE); //关闭DMA传输
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Tx_DMAStream) != DISABLE){} //确保DMA可以被设置
DMA_SetCurrDataCounter(Uart_Tx_DMAStream,ndtr); //数据传输量
for(i=0;i;i++)>
DMA接收
串口DMA接收配置
需要配置一个接收地址和一个接收长度，用于DMA接收数据的暂存。
//=======================================
//串口DMA接收配置
//=======================================
void dma_uart_rx_init()
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能
DMA_DeInit(Uart_Rx_DMAStream);//使用----->DMA2_Stream5
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Rx_DMAStream) != DISABLE){}//等待DMA可配置
/* 配置 DMA Stream */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //通道选择
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; //源：DMA外设地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)ReceiveBuff; //目的：DMA存储器0地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory; //方向：外设到存储器模式
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUF_SIZE; //长度：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_Normal; //使用普通模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA优先级：中等优先级
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; //FIFO模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full; //FIFO大小
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; //存储器单次传输
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //外设单次传输
DMA_Init(Uart_Rx_DMAStream, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能串口1的DMA接收
DMA_Cmd (Uart_Rx_DMAStream,ENABLE);//使能
}
串口空闲中断
串口空闲中断的作用与上一篇介绍的一样，都是在发送完一串字符后被触发，这次由于使用了DMA接收，所以接收的数据在DMA缓冲区，且接收的数据长度可用根DMA接收通道的总长度与剩余长度的差值来计算，将接收的数据复制出来使用即可，同时释放自定义的串口空闲信号量，以便其它任务可用及时获取串口接收到的数据。
//=======================================
//串口1空闲中断服务程序，用于DMA接收
//=======================================
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t data;//接收数据暂存变量
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)//空闲中断
{
data = USART1->SR;
data = USART1->DR;
DMA_Cmd(Uart_Rx_DMAStream,DISABLE);//关闭DMA接收
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Rx_DMAStream) != DISABLE){} //确保DMA可以被设置
rx_cnt = BUF_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(Uart_Rx_DMAStream);//得到真正接收数据个数
DMA_SetCurrDataCounter(Uart_Rx_DMAStream,BUF_SIZE);//重新设置接收数据个数
//printf("rx_cnt:%drn",rx_cnt);
memcpy(rxbuf,ReceiveBuff,rx_cnt);//先复制出来，防止下次的数据来了之后将其覆盖
DMA_ClearFlag(Uart_Rx_DMAStream,DMA_FLAG_TCIF5 | DMA_FLAG_FEIF5 | DMA_FLAG_DMEIF5 | DMA_FLAG_TEIF5 | DMA_FLAG_HTIF5);//这里的各种标志还没搞懂
DMA_Cmd(Uart_Rx_DMAStream,ENABLE); //开启DMA接收
if(uartRxIDLESemaphore!=NULL)
{
//printf("nnnnnnnrn");
//释放二值信号量
xSemaphoreGiveFromISR(uartRxIDLESemaphore,&xHigherPriorityTaskWoken);//释放串口空闲中断二值信号量
}
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);//如果需要的话进行一次任务切换
}
}
串口配置与测试任务
串口配置
基础的GPIO配置，以及串口空闲中断配置，并调用上面的串口DMA发送与接收配置。
//=======================================
//串口配置
//=======================================
void uart_init(u32 bound)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
//串口1对应引脚复用映射
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
//USART1端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10
//USART1 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //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
//DMA Config
dma_uart_tx_init();//串口DMA发送配置
dma_uart_rx_init();//串口DMA接收配置
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//开启串口空闲中断
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //串口1中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=6; //抢占优先级8
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级0
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_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
}
测试任务
创建DMA发送完成信号量和串口空闲信号量，并先释放DMA发送完成信号量，用于第一次DMA发送时获取信号量。然后测试两条DMA发送不定长字符串，最后测试DMA接收不定长字符串。
//打印任务函数(测试任务)
void print_task(void *pvParameters)
{
//创建二值信号量
uartDMATCSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
uartRxIDLESemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
xSemaphoreGive(uartDMATCSemaphore);
u8 str1[]="ma nong ai xue xirn";
uart_DMA_send(str1,sizeof(str1));
u8 str2[]="xxpcb.github.iorn";
uart_DMA_send(str2,sizeof(str2));
BaseType_t err = pdFALSE;
while(1)
{
err=xSemaphoreTake(uartRxIDLESemaphore,5); //获取信号量
if(err==pdTRUE) //获取信号量成功
{
uart_DMA_send("receive:",sizeof("receive:"));
uart_DMA_send(rxbuf,rx_cnt);
uart_DMA_send("rn",sizeof("rn"));
rx_cnt=0;
}
}
}
实验结果
通过串口助手，可以先接收到DMA发送的两个字符串（第一条hello是测试串口的，不是DMA发的），然后通过串口调试助手发送两次nice to meet you，测试DMA接收。
hello
ma nong ai xue xi
xxpcb.github.io
receive:nice to meet you
receive:nice to meet you
审核编辑：汤梓红
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