STM32 UART DMA打印和接收

最新推荐文章于 2025-10-14 19:07:56 发布

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本文介绍如何使用DMA和USART空闲中断在STM32上实现高效数据传输，避免了频繁中断对CPU效率的影响。通过具体代码示例，展示了如何配置DMA进行数据接收和发送，以及如何处理接收完成和错误情况。

DMA，全称为： Direct Memory Access，即直接存储器访问。 DMA 传输方式无需 CPU 直接
控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为 RAM 与 I/O 设备
开辟一条直接传送数据的通路，能使 CPU 的效率大为提高。

普通usart中断接收数据利用的是频繁的发生中断，影响CPU效率。

DMA接收 + 串口空闲中断可以高效解决这个问题

下载https://download.youkuaiyun.com/download/sudaroot/12100167

下面是STM32CbueMX USART1 DMA 配置设置

下面是2020-01-13文章更新

变量定义，用法含义如其名：

#define     UART_BUFFER_SIZE        1024

uint32_t ReceiveError = 0;
uint32_t ReceiveLength = 0;
uint32_t TransmitLength = 0;
uint32_t ReceiveComplete = 0;
uint32_t TransmitComplete = 1;
uint8_t  aRxBuffer[UART_BUFFER_SIZE] = {0};
uint8_t  aTxBuffer[UART_BUFFER_SIZE] = {0};

通过DMA打印，使用方法和printf一样。

void UART_Printf_DMA(char *format, ...)
{
    va_list args;
    uint32_t length;

    //---等待上一帧数据发送完成------------------------
    while(TransmitComplete != 1);

    TransmitComplete = 0;
    va_start(args, format);
    length = vsnprintf((char *)aTxBuffer, UART_BUFFER_SIZE, format, args);
    va_end(args);    
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)aTxBuffer, length);
}

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        memset(aTxBuffer, 0, TransmitLength);
        __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC);
        TransmitComplete = 1;  // UART_DMA 发送完成标志
    }
}

UART_DMA接收数据，高效原理是利用了串口空闲中断（UART_IT_IDLE）及空闲标志位（UART_FLAG_IDLE）

void UART1_IT_IDLE_ReceiveDMA(void)
{
	if (__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart1, UART_IT_IDLE) != RESET  \
        && __HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) == SET)
	{
		__HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE);
		__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);
		HAL_UART_DMAStop(&huart1);
		ReceiveLength = UART_BUFFER_SIZE - (__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmarx));

		if (ReceiveLength < 3 || aRxBuffer[ReceiveLength - 2] != 0x0D   \
            || aRxBuffer[ReceiveLength - 1] != 0x0A)        
			HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, aRxBuffer, UART_BUFFER_SIZE);        
		else  ReceiveComplete = 1;    //接收完成         
	}
}

中断函数：

void USART1_IRQHandler(void)
{
    UART1_IT_IDLE_ReceiveDMA();

    HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
}

接收错误，接收的数据长度超过缓存区的最大长度

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        ReceiveError = 1;    // 接收超过最大缓存区，ERROR
    }
}

主函数：

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
    MX_GPIO_Init();
    MX_DMA_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    __HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);
    __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE);
    __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);
    __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC);
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, aRxBuffer, UART_BUFFER_SIZE);

    while (1)
    {
        if(ReceiveComplete == 1)
        {
            while(TransmitComplete != 1);

            TransmitComplete = 0;
            ReceiveComplete = 0;
            TransmitLength = ReceiveLength;
            memcpy(aTxBuffer, aRxBuffer, TransmitLength);
            HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)aTxBuffer, TransmitLength);
            HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
            HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, aRxBuffer, UART_BUFFER_SIZE);
        }

        if(ReceiveError == 1)   Error_Handler();
    }
}

效果图：1ms定时发送回显测试，发送173036字节，回显173036字节。