【STM32 CubeMX】串口编程DMA

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前言

在嵌入式系统中,串口通信是一项至关重要的功能,它允许单片机与外部设备进行数据交换,如传感器、显示器或其他设备。然而,在高速数据传输的场景下,传统的串口通信方式可能会使CPU过于繁忙,从而影响系统的性能。为了解决这一问题,STM32系列微控制器提供了DMA(直接内存访问)技术,可以在不占用CPU资源的情况下实现高速的数据传输。本文将介绍如何利用STM32 CubeMX配置串口通信并使用DMA进行数据传输。


一、DMA方式

1.1 DMA是什么

想象一下你在单片机中需要把一堆数据从一个地方搬到另一个地方,比如从内存搬到外设(比如串口或者存储器)。传统的方式是由CPU来亲自操持每一个数据的传输,就像你亲自搬运每一件家具一样。

而DMA就像是单片机中的一支专业的搬家队伍。你可以告诉这支队伍从哪里搬到哪里,然后它们就可以自动完成这个任务,而不需要CPU一直牵头指挥。这样,CPU就可以专注于处理其他的事务,而不用为每个数据传输都忙碌起来。

所以,单片机中的DMA就是一种让数据在不需要CPU持续参与的情况下,在内存和外设之间自动传输的技术,使得单片机能更高效地完成一些数据搬运的任务。简而言之,就是让单片机变得更聪明、更省力。

比如下面这个图,如果我们使用普通的发送RAM里面的buf,那么cpu就要一位一位的取buf,放到串口发送寄存器中,那么就非常耗费时间,那么这时DMA就出现了,他可以直接让cpu把RAM里面的buf放到DMA,然后DMA自动把buf放到发送寄存器里,放到寄存器这个过程cpu是不参与的
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他不仅可以发送,还可以把接收的寄存器放到DMA中,然后放到RAM中

1.2 CubeMX配置DMA

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打开我们的串口,选择DMA设置,然后添加一个DMA,其中的DMA Request就是你为了什么而使用DMA,比如为了发送,为了接收都可以设置。

模式的设置:
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模式有两种,一种是Normal,一种是circular
Normal:比如要传输1000字节,传输完了就ok了,不传输了
circular:比如要传输1000字节,传输完了,他会从开头,再传输一次

注意:这里不能打勾【STM32 CubeMX】串口编程DMA,从0带你学会如何像人类一样写STM32程序,stm32,嵌入式硬件,单片机,c语言,mcu,51单片机
Memory需要打勾

1.3 DMA方式函数使用

DMA的发送

我们可以使用下面这个函数进行发送:

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, const uint8_t *pData, uint16_t Size);

他的参数为串口对象,要发送的data,要发送的大小。
比如说,我们可以这样:

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t *)"Hello DMA",sizeof("Hello DMA"));

那么我们可以在串口里看到打印的数据:
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上面这个函数的中断如下:

__weak void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
__weak void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

当DMA发送完一半时,调用第一个回调函数
当DMA发送完时,调用第二个回调函数

接收函数

我们可以使用下面这个函数进行接收:

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

他的参数为串口对象,要接收的buf,要接收的大小。

上面这个函数的中断如下:

__weak void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
__weak void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

对于纯DMA接收是没有意义的,比如你和外设通信,你调用DMA的接收,你还要去指定你要接收多少字节,可是,每次接收的都是不一样的啊,大小根本指定不了,所以DMA接收要和下节课的IDLE中断一起才有意义


总结

通过本文的介绍,我们学习了如何在STM32 CubeMX中配置串口通信并使用DMA进行数据传输。首先,我们利用CubeMX配置了串口通信的基本参数,包括波特率、数据位数和停止位数等。然后,我们配置了DMA通道,将串口接收和发送的数据直接传输到内存,而不需要CPU的干预。这样一来,系统的CPU资源就可以得到释放,提高了系统的性能和效率。最后,我们可以根据具体的应用场景,编写相应的串口通信代码,实现数据的接收和发送功能。通过合理地利用DMA技术,我们可以在嵌入式系统中实现高效可靠的串口通信功能,为各种应用场景提供了更好的支持。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-830743.html

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