一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腟TM32串口DMA發(fā)送&接收（1.5Mbps波特率）機(jī)制

1、前言

直接存儲(chǔ)器訪問（Direct Memory Access），簡(jiǎn)稱DMA。DMA是CPU一個(gè)用于數(shù)據(jù)從一個(gè)地址空間到另一地址空間“搬運(yùn)”（拷貝）的組件，數(shù)據(jù)拷貝過程不需CPU干預(yù)，數(shù)據(jù)拷貝結(jié)束則通知CPU處理。因此，大量數(shù)據(jù)拷貝時(shí)，使用DMA可以釋放CPU資源。DMA數(shù)據(jù)拷貝過程，典型的有：

內(nèi)存—>內(nèi)存，內(nèi)存間拷貝

外設(shè)—>內(nèi)存，如uart、spi、i2c等總線接收數(shù)據(jù)過程

內(nèi)存—>外設(shè)，如uart、spi、i2c等總線發(fā)送數(shù)據(jù)過程

2、串口有必要使用DMA嗎

串口(uart)是一種低速的串行異步通信，適用于低速通信場(chǎng)景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。對(duì)于小于或者等于115200bps波特率的，而且數(shù)據(jù)量不大的通信場(chǎng)景，一般沒必要使用DMA，或者說使用DMA并未能充分發(fā)揮出DMA的作用。

對(duì)于數(shù)量大，或者波特率提高時(shí)，必須使用DMA以釋放CPU資源，因?yàn)楦卟ㄌ芈士赡軒磉@樣的問題：

對(duì)于發(fā)送，使用循環(huán)發(fā)送，可能阻塞線程，需要消耗大量CPU資源“搬運(yùn)”數(shù)據(jù)，浪費(fèi)CPU

對(duì)于發(fā)送，使用中斷發(fā)送，不會(huì)阻塞線程，但需浪費(fèi)大量中斷資源，CPU頻繁響應(yīng)中斷；以115200bps波特率，1s傳輸11520字節(jié)，大約69us需響應(yīng)一次中斷，如波特率再提高，將消耗更多CPU資源

對(duì)于接收，如仍采用傳統(tǒng)的中斷模式接收，同樣會(huì)因?yàn)轭l繁中斷導(dǎo)致消耗大量CPU資源

因此，高波特率場(chǎng)景下，串口非常有必要使用DMA。

3、實(shí)現(xiàn)方式

整體設(shè)計(jì)圖

4、STM32串口使用DMA

關(guān)于STM32串口使用DMA，不乏一些開發(fā)板例程及網(wǎng)絡(luò)上一些博主的使用教程。使用步驟、流程、配置基本大同小異，正確性也沒什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作為學(xué)習(xí)過程沒問題；實(shí)際項(xiàng)目使用缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，數(shù)據(jù)量大時(shí)可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。

測(cè)試平臺(tái):

STM32F030C8T6

UART1/UART2

DMA1 Channel2—Channel5

ST標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

主頻48MHz（外部12MHz晶振）

5、串口DMA接收

5.1 基本流程

串口接收流程圖

5.2 相關(guān)配置

關(guān)鍵步驟

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空閑中斷

【3】配置DMA參數(shù)，使能DMA通道buf半滿（傳輸一半數(shù)據(jù)）中斷、buf溢滿（傳輸數(shù)據(jù)完成）中斷

【1】第一步，DMA先將數(shù)據(jù)搬運(yùn)到buf1，搬運(yùn)完成通知CPU來拷貝buf1數(shù)據(jù)
【2】第二步，DMA將數(shù)據(jù)搬運(yùn)到buf2，與CPU拷貝buf1數(shù)據(jù)不會(huì)沖突
【3】第三步，buf2數(shù)據(jù)搬運(yùn)完成，通知CPU來拷貝buf2數(shù)據(jù)
【4】執(zhí)行完第三步，DMA返回執(zhí)行第一步，一直循環(huán)

雙緩存DMA數(shù)據(jù)搬運(yùn)過程

STM32F0系列DMA不支持雙緩存（以具體型號(hào)為準(zhǔn)）機(jī)制，但提供了一個(gè)buf"半滿中斷"，即是數(shù)據(jù)搬運(yùn)到buf大小的一半時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。基于這個(gè)機(jī)制，我們可以實(shí)現(xiàn)雙緩存功能，只需將buf空間開辟大一點(diǎn)即可。

【1】第一步，DMA將數(shù)據(jù)搬運(yùn)完成buf的前一半時(shí)，產(chǎn)生“半滿中斷”，CPU來拷貝buf前半部分?jǐn)?shù)據(jù)
【2】第二步，DMA繼續(xù)將數(shù)據(jù)搬運(yùn)到buf的后半部分，與CPU拷貝buf前半部數(shù)據(jù)不會(huì)沖突
【3】第三步，buf后半部分?jǐn)?shù)據(jù)搬運(yùn)完成，觸發(fā)“溢滿中斷”，CPU來拷貝buf后半部分?jǐn)?shù)據(jù)
【4】執(zhí)行完第三步，DMA返回執(zhí)行第一步，一直循環(huán)

使用半滿中斷DMA數(shù)據(jù)搬運(yùn)過程

UART2 DMA模式接收配置代碼如下，與其他外設(shè)使用DMA的配置基本一致，留意關(guān)鍵配置：

串口接收，DMA通道工作模式設(shè)為連續(xù)模式

使能DMA通道接收buf半滿中斷、溢滿（傳輸完成）中斷

啟動(dòng)DMA通道前清空相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識(shí)，防止首次傳輸錯(cuò)亂數(shù)據(jù)

void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART2->RDR);/* UART2接收數(shù)據(jù)地址 */
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; /* 接收buf大小 */
	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; /* 連續(xù)模式 */
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_VeryHigh; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel5,  DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、溢滿、錯(cuò)誤中斷 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);	/* 清除相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識(shí) */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
}

DMA 錯(cuò)誤中斷“DMA_IT_TE”，一般用于前期調(diào)試使用，用于檢查DMA出現(xiàn)錯(cuò)誤的次數(shù)，發(fā)布軟件可以不使能該中斷。

5.3 接收處理

基于上述描述機(jī)制，DMA方式接收串口數(shù)據(jù)，有三種中斷場(chǎng)景需要CPU去將buf數(shù)據(jù)拷貝到fifo中，分別是：

DMA通道buf溢滿（傳輸完成）場(chǎng)景

DMA通道buf半滿場(chǎng)景

串口空閑中斷場(chǎng)景

前兩者場(chǎng)景，前面文章已經(jīng)描述。串口空閑中斷指的是，數(shù)據(jù)傳輸完成后，串口監(jiān)測(cè)到一段時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)進(jìn)來，則觸發(fā)產(chǎn)生的中斷信號(hào)。

5.3 .1 接收數(shù)據(jù)大小

數(shù)據(jù)傳輸過程是隨機(jī)的，數(shù)據(jù)大小也是不定的，存在幾類情況：

數(shù)據(jù)剛好是DMA接收buf的整數(shù)倍，這是理想的狀態(tài)

數(shù)據(jù)量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此時(shí)會(huì)觸發(fā)串口空閑中斷

因此，我們需根據(jù)“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空間大小”、“上一次接收的總數(shù)據(jù)大小”來計(jì)算當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)大小。

/* 獲取DMA通道接收buf剩余空間大小 */
uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

DMA通道buf溢滿場(chǎng)景計(jì)算

接收數(shù)據(jù)大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的總數(shù)據(jù)大小

DMA通道buf溢滿中斷處理函數(shù)：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_size;
	
	recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;

	fifo_write( s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *) (s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);

	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}

DMA通道buf半滿場(chǎng)景計(jì)算

接收數(shù)據(jù)大小 = DMA通道接收總數(shù)據(jù)大小 - 上一次接收的總數(shù)據(jù)大小
DMA通道接收總數(shù)據(jù)大小 = DMA通道buf大小 - DMA通道buf剩余空間大小

DMA通道buf半滿中斷處理函數(shù)：

void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	
	fifo_write( s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *) (s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 記錄接收總數(shù)據(jù)大小 */
}

串口空閑中斷場(chǎng)景計(jì)算

串口空閑中斷場(chǎng)景的接收數(shù)據(jù)計(jì)算與“DMA通道buf半滿場(chǎng)景”計(jì)算方式是一樣的。

串口空閑中斷處理函數(shù)：

void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size;
	fifo_write( s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *) (s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;
}

注：
串口空閑中斷處理函數(shù)，除了將數(shù)據(jù)拷貝到串口接收fifo中，還可以增加特殊處理，如作為串口數(shù)據(jù)傳輸完成標(biāo)識(shí)、不定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)處理等等。

5.3.2 接收數(shù)據(jù)偏移地址

將有效數(shù)據(jù)拷貝到fifo中，除了需知道有效數(shù)據(jù)大小外，還需知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于DMA 接收buf的偏移地址。有效數(shù)據(jù)偏移地址只需記錄上一次接收的總大小即,可，在DMA通道buf全滿中斷處理函數(shù)將該值清零，因?yàn)橄乱淮螖?shù)據(jù)將從buf的開頭存儲(chǔ)。

在DMA通道buf溢滿中斷處理函數(shù)中將數(shù)據(jù)偏移地址清零：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	/* todo */
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}

5.4 應(yīng)用讀取串口數(shù)據(jù)方法

經(jīng)過前面的處理步驟，已將串口數(shù)據(jù)拷貝至接收fifo，應(yīng)用程序任務(wù)只需從fifo獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。前提是，處理效率必須大于DAM接收搬運(yùn)數(shù)據(jù)的效率，否則導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者被覆蓋處理。

6、串口DMA發(fā)送

6.1 基本流程

串口發(fā)送流程圖

5.2 相關(guān)配置

關(guān)鍵步驟

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA發(fā)送模式

【3】配置DMA發(fā)送通道，這一步無(wú)需在初始化設(shè)置，有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)才配置使能DMA發(fā)送通道

UART2 DMA模式發(fā)送配置代碼如下，與其他外設(shè)使用DMA的配置基本一致，留意關(guān)鍵配置：

串口發(fā)送是，DMA通道工作模式設(shè)為單次模式（正常模式），每次需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)重新配置DMA

使能DMA通道傳輸完成中斷，利用該中斷信息處理一些必要的任務(wù)，如清空發(fā)送狀態(tài)、啟動(dòng)下一次傳輸

啟動(dòng)DMA通道前清空相關(guān)狀態(tài)標(biāo)識(shí)，防止首次傳輸錯(cuò)亂數(shù)據(jù)

void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART2->TDR);/* UART2發(fā)送數(shù)據(jù)地址 */
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 	/* 發(fā)送數(shù)據(jù)buf */
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè) */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; 			/* 發(fā)送數(shù)據(jù)buf大小 */
	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; 		/* 單次模式 */
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High;	 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel4,  DMA_InitStructure);  
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); /* 使能傳輸完成中斷、錯(cuò)誤中斷 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);	/* 清除發(fā)送完成標(biāo)識(shí) */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); /* 啟動(dòng)DMA發(fā)送 */
}

5.3 發(fā)送處理

串口待發(fā)送數(shù)據(jù)存于發(fā)送fifo中，發(fā)送處理函數(shù)需要做的的任務(wù)就是循環(huán)查詢發(fā)送fifo是否存在數(shù)據(jù)，如存在則將該數(shù)據(jù)拷貝到DMA發(fā)送buf中，然后啟動(dòng)DMA傳輸。前提是需要等待上一次DMA傳輸完畢，即是DMA接收到DMA傳輸完成中斷信號(hào)"DMA_IT_TC"。

串口發(fā)送處理函數(shù)：

void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t size = 0;
	
	if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)
    {
        return;
    }
	size = fifo_read( s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
					 s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
	if (size != 0)
	{
        s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;
	  	if (uart_id == 0)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA發(fā)送狀態(tài) */
		  	bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
		else if (uart_id == 1)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA發(fā)送狀態(tài),必須在使能DMA傳輸前置位，否則有可能DMA已經(jīng)傳輸并進(jìn)入中斷 */
			bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
	}
}

注意發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識(shí)，必須先置為“發(fā)送狀態(tài)”，然后啟動(dòng)DMA 傳輸。如果步驟反過來，在傳輸數(shù)據(jù)量少時(shí)，DMA傳輸時(shí)間短，“DMA_IT_TC”中斷可能比“發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識(shí)置位”先執(zhí)行，導(dǎo)致程序誤判DMA一直處理發(fā)送狀態(tài)（發(fā)送標(biāo)識(shí)無(wú)法被清除）。

注：
關(guān)于DMA發(fā)送數(shù)據(jù)啟動(dòng)函數(shù)，有些博客文章描述只需改變DMA發(fā)送buf的大小即可；經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該方法在發(fā)送數(shù)據(jù)量較小時(shí)可行，數(shù)據(jù)量大后，導(dǎo)致發(fā)送失敗，而且不會(huì)觸發(fā)DMA發(fā)送完成中斷。因此，可靠辦法是：每次啟動(dòng)DMA發(fā)送，重新配置DMA通道所有參數(shù)。該步驟只是配置寄存器過程，實(shí)質(zhì)上不會(huì)占用很多CPU執(zhí)行時(shí)間。

DMA傳輸完成中斷處理函數(shù)：

void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	s_uart_dev[uart_id].status = 0;	/* 清空DMA發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識(shí) */
}

上述串口發(fā)送處理函數(shù)可以在幾種情況調(diào)用：

主線程任務(wù)調(diào)用，前提是線程不能被其他任務(wù)阻塞，否則導(dǎo)致fifo溢出

void thread(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

定時(shí)器中斷中調(diào)用

void TIMx_IRQHandler(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

DMA通道傳輸完成中斷中調(diào)用

void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
{
	if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
	{
		UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
		uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
	}
}

每次拷貝多少數(shù)據(jù)量到DMA發(fā)送buf：

關(guān)于這個(gè)問題，與具體應(yīng)用場(chǎng)景有關(guān)，遵循的原則就是：只要發(fā)送fifo的數(shù)據(jù)量大于等于DMA發(fā)送buf的大小，就應(yīng)該填滿DMA發(fā)送buf，然后啟動(dòng)DMA傳輸，這樣才能充分發(fā)揮會(huì)DMA性能。因此，需兼顧每次DMA傳輸?shù)男屎痛跀?shù)據(jù)流實(shí)時(shí)性，參考著幾類實(shí)現(xiàn)：

周期查詢發(fā)送fifo數(shù)據(jù)，啟動(dòng)DMA傳輸，充分利用DMA發(fā)送效率，但可能降低串口數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)性

實(shí)時(shí)查詢發(fā)送fifo數(shù)據(jù)，加上超時(shí)處理，理想的方法

在DMA傳輸完成中斷中處理，保證實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)流

6、串口設(shè)備

6.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

/* 串口設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */
typedef struct
{
	uint8_t status;			/* 發(fā)送狀態(tài) */
	_fifo_t tx_fifo;		/* 發(fā)送fifo */
	_fifo_t rx_fifo;		/* 接收fifo */
	uint8_t *dmarx_buf;		/* dma接收緩存 */
	uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收緩存大小*/
	uint8_t *dmatx_buf;		/* dma發(fā)送緩存 */
	uint16_t dmatx_buf_size;/* dma發(fā)送緩存大小 */
	uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收數(shù)據(jù)大小 */
}uart_device_t;

6.2 對(duì)外接口

/* 串口注冊(cè)初始化函數(shù) */
void uart_device_init(uint8_t uart_id)
{
  	if (uart_id == 1)
	{
		/* 配置串口2收發(fā)fifo */
		fifo_register( s_uart_dev[uart_id].tx_fifo,  s_uart2_tx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		fifo_register( s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,  s_uart2_rx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		
		/* 配置串口2 DMA收發(fā)buf */
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf =  s_uart2_dmarx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf =  s_uart2_dmatx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
		bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf, 
							   sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
		s_uart_dev[uart_id].status  = 0;
	}
}

/* 串口發(fā)送函數(shù) */
uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_write( s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);
}

/* 串口讀取函數(shù) */
uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_read( s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);
}

7、相關(guān)文章

依賴的fifo參考該文章：

【1】通用環(huán)形緩沖區(qū)模塊

8、完整源碼

代碼倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/Prry/stm32f0-uart-dma

串口 DMA底層配置：

#include 
#include 
#include 
#include "stm32f0xx.h"
#include "bsp_uart.h"

/**
 * @brief  
 * @param  
 * @retval 
 */
static void bsp_uart1_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
#if 0
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
	
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_0);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_0); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType 	= GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  	= GPIO_Speed_Level_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd 	= GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOB,  GPIO_InitStructure);
#else
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
	
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType 	= GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  	= GPIO_Speed_Level_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd 	= GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA,  GPIO_InitStructure);
#endif
}

/**
 * @brief  
 * @param  
 * @retval 
 */
static void bsp_uart2_gpio_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_1);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_Init(GPIOA,  GPIO_InitStructure);
}

/**
 * @brief  
 * @param  
 * @retval 
 */
void bsp_uart1_init(void)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	bsp_uart1_gpio_init();
	
	/* 使能串口和DMA時(shí)鐘 */
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
	USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
	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);	/* 使能空閑中斷 */
	USART_OverrunDetectionConfig(USART1, USART_OVRDetection_Disable);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
	USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); /* 使能DMA收發(fā) */

	/* 串口中斷 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
	NVIC_Init( NVIC_InitStructure);

	/* DMA中斷 */
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel 		   = DMA1_Channel2_3_IRQn;       
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
  	NVIC_Init( NVIC_InitStructure);
}

/**
 * @brief  
 * @param  
 * @retval 
 */
void bsp_uart2_init(void)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	bsp_uart2_gpio_init();
	
	/* 使能串口和DMA時(shí)鐘 */
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

	USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600;
	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(USART2,  USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);	/* 使能空閑中斷 */
	USART_OverrunDetectionConfig(USART2, USART_OVRDetection_Disable);
	
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);
	USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); 	/* 使能DMA收發(fā) */

	/* 串口中斷 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
	NVIC_Init( NVIC_InitStructure);

	/* DMA中斷 */
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = DMA1_Channel4_5_IRQn;       
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
  	NVIC_Init( NVIC_InitStructure);
}

void bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART1->TDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè) */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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_Normal; 
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel2,  DMA_InitStructure);  
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); 
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2);	/* 清除發(fā)送完成標(biāo)識(shí) */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); 
}

void bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel3); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART1->RDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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_VeryHigh; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel3,  DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、全滿、錯(cuò)誤中斷 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3);
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); 
}

uint16_t bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
	return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3);	/* 獲取DMA接收buf剩余空間 */
}

void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART2->TDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 傳輸方向:內(nèi)存->外設(shè) */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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_Normal; 
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel4,  DMA_InitStructure);  
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); 
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);	/* 清除發(fā)送完成標(biāo)識(shí) */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); 
}

void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t) (USART2->RDR);
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 傳輸方向:外設(shè)->內(nèi)存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_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_VeryHigh; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel5,  DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、全滿、錯(cuò)誤中斷 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
}

uint16_t bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void)
{
	return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);	/* 獲取DMA接收buf剩余空間 */
}

壓力測(cè)試：

1.5Mbps波特率，串口助手每毫秒發(fā)送1k字節(jié)數(shù)據(jù)，stm32f0 DMA接收數(shù)據(jù)，再通過DMA發(fā)送回串口助手，毫無(wú)壓力。

1.5Mbps波特率，可傳輸大文件測(cè)試，將接收數(shù)據(jù)保存為文件，與源文件比較。

串口高波特率測(cè)試需要USB轉(zhuǎn)TLL工具及串口助手都支持才可行，推薦CP2102、FT232芯片的USB轉(zhuǎn)TTL工具。

1.5Mbps串口回環(huán)壓力測(cè)試

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原文鏈接：csdn
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審核編輯 黃宇