前言

在嵌入式系統(tǒng)中，串口通信是一項至關(guān)重要的功能，它允許單片機與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，如傳感器、顯示器或其他設(shè)備。然而，在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍跋?，傳統(tǒng)的串口通信方式可能會使CPU過于繁忙，從而影響系統(tǒng)的性能。為了解決這一問題，STM32系列微控制器提供了DMA（直接內(nèi)存訪問）技術(shù)，可以在不占用CPU資源的情況下實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸。本文將介紹如何利用STM32 CubeMX配置串口通信并使用DMA進行數(shù)據(jù)傳輸。

一、DMA方式

1.1 DMA是什么

想象一下你在單片機中需要把一堆數(shù)據(jù)從一個地方搬到另一個地方，比如從內(nèi)存搬到外設(shè)（比如串口或者存儲器）。傳統(tǒng)的方式是由CPU來親自操持每一個數(shù)據(jù)的傳輸，就像你親自搬運每一件家具一樣。

而DMA就像是單片機中的一支專業(yè)的搬家隊伍。你可以告訴這支隊伍從哪里搬到哪里，然后它們就可以自動完成這個任務，而不需要CPU一直牽頭指揮。這樣，CPU就可以專注于處理其他的事務，而不用為每個數(shù)據(jù)傳輸都忙碌起來。

所以，單片機中的DMA就是一種讓數(shù)據(jù)在不需要CPU持續(xù)參與的情況下，在內(nèi)存和外設(shè)之間自動傳輸?shù)募夹g(shù)，使得單片機能更高效地完成一些數(shù)據(jù)搬運的任務。簡而言之，就是讓單片機變得更聰明、更省力。

比如下面這個圖，如果我們使用普通的發(fā)送RAM里面的buf，那么cpu就要一位一位的取buf，放到串口發(fā)送寄存器中，那么就非常耗費時間，那么這時DMA就出現(xiàn)了，他可以直接讓cpu把RAM里面的buf放到DMA，然后DMA自動把buf放到發(fā)送寄存器里，放到寄存器這個過程cpu是不參與的

他不僅可以發(fā)送，還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

打開我們的串口，選擇DMA設(shè)置，然后添加一個DMA，其中的DMA Request就是你為了什么而使用DMA，比如為了發(fā)送，為了接收都可以設(shè)置。

模式的設(shè)置：

模式有兩種，一種是Normal，一種是circular
Normal：比如要傳輸1000字節(jié)，傳輸完了就ok了，不傳輸了
circular：比如要傳輸1000字節(jié)，傳輸完了，他會從開頭，再傳輸一次

注意：這里不能打勾
Memory需要打勾

1.3 DMA方式函數(shù)使用

DMA的發(fā)送

我們可以使用下面這個函數(shù)進行發(fā)送：

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

他的參數(shù)為串口對象，要發(fā)送的data，要發(fā)送的大小。
比如說，我們可以這樣：

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

那么我們可以在串口里看到打印的數(shù)據(jù)：

上面這個函數(shù)的中斷如下：

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

當DMA發(fā)送完一半時，調(diào)用第一個回調(diào)函數(shù)
當DMA發(fā)送完時，調(diào)用第二個回調(diào)函數(shù)

接收函數(shù)

我們可以使用下面這個函數(shù)進行接收：

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

他的參數(shù)為串口對象，要接收的buf，要接收的大小。

上面這個函數(shù)的中斷如下：

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

對于純DMA接收是沒有意義的，比如你和外設(shè)通信，你調(diào)用DMA的接收，你還要去指定你要接收多少字節(jié)，可是，每次接收的都是不一樣的啊，大小根本指定不了，所以DMA接收要和下節(jié)課的IDLE中斷一起才有意義

總結(jié)

通過本文的介紹，我們學習了如何在STM32 CubeMX中配置串口通信并使用DMA進行數(shù)據(jù)傳輸。首先，我們利用CubeMX配置了串口通信的基本參數(shù)，包括波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)和停止位數(shù)等。然后，我們配置了DMA通道，將串口接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)絻?nèi)存，而不需要CPU的干預。這樣一來，系統(tǒng)的CPU資源就可以得到釋放，提高了系統(tǒng)的性能和效率。最后，我們可以根據(jù)具體的應用場景，編寫相應的串口通信代碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送功能。通過合理地利用DMA技術(shù)，我們可以在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)高效可靠的串口通信功能，為各種應用場景提供了更好的支持。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-830743.html

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