基于STM32H563 USART演示DMA鏈表功能

這里選用STM32H563Nucleo開發(fā)板，使用USART3外設演示DMA鏈表模式的實現(xiàn)過程。大致過程是這樣的：

STM32H563芯片上的USART3與板載STLINK的VCP相連，通過PC端串口助手軟件先后發(fā)送3串字符給MCU，MCU的USART3通過DMA以鏈表模式依次接收并存到相應內(nèi)存，同時在相應的調(diào)試界面的觀察窗口加以顯示。接收過程對應3個DMA接收節(jié)點，他們構成1個DMA接收隊列。當MCU接收到3串字符后，也以DMA 鏈表模式依次發(fā)送3串字符到PC端的串口助手并顯示出來。同樣，USART3的DMA 發(fā)送也用到3個節(jié)點以組成1個DMA發(fā)送隊列。

GPDMA1的2個通道CH0,CH1，配置在鏈表模式。其中CH0用于USART3 RX DMA隊列，CH1用于USART3 TX DMA隊列。這個通道安排可以在用戶代碼里調(diào)整。

下面使用STM32CbueMx圖形化工具進行基本配置后創(chuàng)建測試工程。【注：手機模式下文中圖片可放大查看】

3個USART3 DMA RX節(jié)點的配置如下【3個配置類似，只是源地址、目標地址有差異】：

3個USART3 DMA TX節(jié)點的配置如下【3個配置類似，只是源地址、目標地址有差異】：

相關的用戶參考代碼如下：

?

#define RXBUFFERSIZE  (8)


#define TXBUFFERSIZE  (22)


volatile?uint8_t?RxComplete=0;//DMA接收完成標志


ALIGN_32BYTES (uint8_t aTxBuffer0[])="
STM32H5_DMA_LIST_0
";
ALIGN_32BYTES (uint8_t aTxBuffer1[])="
STM32H5_DMA_LIST_1
";
ALIGN_32BYTES (uint8_t aTxBuffer2[])="
STM32H5_DMA_LIST_2
";


ALIGN_32BYTES (uint8_t aRxBuffer0[RXBUFFERSIZE]);
ALIGN_32BYTES (uint8_t aRxBuffer1[RXBUFFERSIZE]);
ALIGN_32BYTES (uint8_t aRxBuffer2[RXBUFFERSIZE]);


DMA_HandleTypeDef handle_GPDMA1_Channel1;
DMA_HandleTypeDef handle_GPDMA1_Channel0;


UART_HandleTypeDef huart3;


int main(void)
{


/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
??HAL_Init();


/* Configure the system clock */
??SystemClock_Config();


/* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_GPDMA1_Init();
//MX_ADC1_Init();
  MX_ICACHE_Init();
  MX_USART3_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */


  MX_Uart_tx_queue_Config();
  MX_Uart_rx_queue_Config();


/* Link UART queue to DMA channel */
  HAL_DMAEx_List_LinkQ(&handle_GPDMA1_Channel0, &Uart_tx_queue);


/* Associate the initialized GPDMA handle to the UART handle */
  __HAL_LINKDMA(&huart3, hdmatx, handle_GPDMA1_Channel0);


/* Link UART queue to DMA channel */
  HAL_DMAEx_List_LinkQ(&handle_GPDMA1_Channel1, &Uart_rx_queue);


/* Associate the initialized GPDMA handle to the UART handle */
  __HAL_LINKDMA(&huart3, hdmarx, handle_GPDMA1_Channel1);


HAL_UART_Receive_DMA(&huart3, (uint8_t *)aRxBuffer0, RXBUFFERSIZE);


/* USER CODE END 2 */


/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
  {




??if(RxComplete)??//check?uart?Rx?DMA?transfer?complete or not


  {
  RxComplete=0;
  huart3.gState = HAL_UART_STATE_READY;
  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart3, (uint8_t*)aTxBuffer0, TXBUFFERSIZE);


  }


  }


}


/*?UART3?DMA?接收完成中斷回調(diào)函數(shù)?*/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
??RxComplete++;?//DMA?transfer?completed
}

?

下面開始運行程序以驗證結果。

PC串口終端先發(fā)送三串字符被MCU USART3通過DMA接收，然后MCU以DMA鏈表的形式發(fā)送三串字符到串口終端。下圖中右邊觀察串口的字符為USART3通過DMA以鏈表形式接收的來自串口助手的數(shù)據(jù)。下圖中綠色方框內(nèi)三串字符為STM32H563 USART3以DMA鏈表形式3次發(fā)送出來的。

在上面測試中，關于DMA傳輸完成事件的配置，我選擇的針對整個DMA傳輸鏈完成傳輸后才產(chǎn)生完成事件。以上面的USART3 RX DMA接收為例，當3個節(jié)點都完成DMA接收時才觸發(fā)DMA傳輸完成事件。當然，我們也可以基于每個DMA傳輸節(jié)點來產(chǎn)生DMA傳輸完成事件，比如按下面的配置修改。

如果這樣修改之后，其它地方不動，這時USART3 通過DMA每收到一串數(shù)據(jù)都會觸發(fā)傳輸完成事件，并在相應中斷里設置完成事件標志【RxComplete】，進而啟動USART3發(fā)送的DMA 鏈式傳輸。見下圖結果【褐紫色字符是USART3通過DMA接收到的數(shù)據(jù)】：

其實，在前面驗證過程中，發(fā)生了點小波折也順便分享出來。

當我做完基本的配置，創(chuàng)建工程、添加用戶代碼。編譯、除錯后，開始運行程序時并不順利。

我先使用串口助手發(fā)送字符串給MCU，可是在USART3的DMA接收隊列里，只有第一個節(jié)點有反應。通過開發(fā)環(huán)境的觀察窗口看到的接收數(shù)據(jù)跟我發(fā)出去的字符大相徑庭，其它2個DMA接收節(jié)點不論我發(fā)送多少數(shù)據(jù)就根本沒反應。因為我設計的就是只有當接收隊列即3個接收節(jié)點都正常接收后才會啟動USART3的DMA發(fā)送隊列。所以此時USART3也就沒有任何數(shù)據(jù)發(fā)送出來。檢查配置和用戶代碼，但沒有很快發(fā)現(xiàn)問題原因。

后來在檢查USART3的基本通信配置時，無意中發(fā)現(xiàn)了一點異樣。就是有關接收數(shù)據(jù)是否需要翻轉(zhuǎn)的配置項不知何時變成Enable了。

顯然，這個地方不能翻轉(zhuǎn)，不然發(fā)送的數(shù)據(jù)跟接收的數(shù)據(jù)肯定不一樣了。我清楚地記得這個地方我是沒動的，不知是不是某個時候不小心碰著而改動了。立即將其Disable掉后進行測試驗證。

測試結果發(fā)現(xiàn)第一個DMA接收節(jié)點的數(shù)據(jù)正常了。但奇怪的是第2個、第3個接收節(jié)點仍然接收不到數(shù)據(jù)。又是一番配置和代碼核對，無果。

后來，先干脆不管接收隊列，而試著直接啟動USART3的DMA發(fā)送隊列。慶幸的是，發(fā)送很正常?？磥?，USART3 TX DMA發(fā)送隊列的配置是靠譜的。其實USART3 RX DMA接收隊列的配置跟發(fā)送隊列配置很相似，只是請求源、傳輸端地址的配置差異。再次逐個核對DMA接收節(jié)點2和3的配置。功夫不負有心人，果真發(fā)現(xiàn)烏龍了。在DMA接收節(jié)點2的DMA請求配置那里，我竟然不小心選成USART1的了，一字之差，謬以千里。節(jié)點3的配置沒有問題?？磥韱栴}就出在接收節(jié)點2的那個誤選項。立馬驗證，結果一切正常了。

為什么只是節(jié)點2配置有問題，節(jié)點3也不能接收數(shù)據(jù)呢？因為這3個節(jié)點構成了一條關于DMA傳輸?shù)臅r序、事件配合鏈，節(jié)點2沒有正常完成，節(jié)點3也沒法正常啟動。

另外，還解釋一個變量。我在代碼里設置了RxComplete變量，是用來標記DMA接收完成事件的，在主程序和中斷里都用到了。記得定義它時加上volatile，不然當優(yōu)化等級調(diào)至較高時，可能出現(xiàn)程序運行異常情況。

OK,今天的DMA 鏈表功能的應用演示就到分享這里，下次再聊。

　　　審核編輯：湯梓紅