本節(jié)目標(biāo):

通過DMA,無需中斷,接收不定時(shí)長的串口數(shù)據(jù)

描述:

當(dāng)在串口多數(shù)據(jù)傳輸下,CPU會產(chǎn)生多次中斷來接收串口數(shù)據(jù),這樣會大大地降低CPU效率,同時(shí)又需要CPU去做其它更重要的事情,我們應(yīng)該如何來優(yōu)化？

比如四軸飛行器,當(dāng)在不停地獲取姿態(tài)控制方向時(shí),又要去接收串口數(shù)據(jù).

答:使用DMA,無需CPU中斷便能實(shí)現(xiàn)接收串口數(shù)據(jù)

1.DMA介紹

DMA，全稱為： Direct Memory Access，即直接存儲器訪問， DMA 傳輸方式無需 CPU 直接

控制傳輸，通過硬件為 RAM 與 I/O 設(shè)備開辟一條直接傳送數(shù)據(jù)的通路，能使 CPU 的效率大為提高。

2在main()中調(diào)用串口配置函數(shù)，初始化串口后，然后使能UART1_RX的DMA接收

2.1在main()函數(shù)中，使用以下函數(shù)來調(diào)用配置函數(shù):

uart_init(115200);    //串口初始化為115200

2.2 uart_init()函數(shù)如下:

void uart_init(u32 bound){

//GPIO端口設(shè)置

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //使能USART1，GPIOA時(shí)鐘

//USART1_TX GPIOA.9

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //復(fù)用推挽輸出

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9

//USART1_RX    GPIOA.10初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10 

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數(shù)據(jù)格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個(gè)停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗(yàn)位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收發(fā)模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1

USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能串口1的DMA接收

}

3.在main()中調(diào)用DMA配置函數(shù),然后初始化DMA1的UART1_RX通道后，便使能串口1和DMA

3.1如下圖所示,UART1_RX位于DMA1通道5:

所以使用庫函數(shù)中變量DMA1_Channel5 來配置UART1_RX.

3.2在main()函數(shù)中，定義一個(gè)接收數(shù)組,使用以下3個(gè)參數(shù)來調(diào)用配置函數(shù):

u8 USART_RX_BUF[35]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個(gè)字節(jié).末字節(jié)為換行符 

MYDMA_Config(DMA1_Channel5,(u32)&USART1->DR,(u32)USART_RX_BUF,35);//DMA1通道5,外設(shè)為串口1,存儲器為SendBuff,長度35，

3.3 MYDMA_Config()函數(shù)如下,最后會調(diào)用MYDMA_Enable()開始一次DMA傳輸！:

void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)

{

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);    //使能DMA傳輸

DMA_DeInit(DMA_CHx); //將DMA的通道1寄存器重設(shè)為缺省值

DMA1_MEM_LEN=cndtr;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外設(shè)基地址

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA內(nèi)存基地址

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //數(shù)據(jù)傳輸方向，從外設(shè)到內(nèi)存

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA緩存的大小

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設(shè)地址寄存器不變

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內(nèi)存地址寄存器遞增

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //數(shù)據(jù)寬度為8位

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數(shù)據(jù)寬度為8位

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常模式

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x擁有中優(yōu)先級 

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x沒有設(shè)置為內(nèi)存到內(nèi)存?zhèn)鬏?p>DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根據(jù)DMA_InitStruct中指定的參數(shù)初始化DMA的通道USART1_Rx_DMA 所標(biāo)識的寄存器

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1 

DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道 

MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);//開始一次DMA傳輸！

} 

3.4 MYDMA_Enable()函數(shù)如下:

void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)

{ 

DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //關(guān)閉USART1 TX DMA1 所指示的通道 

DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//從新設(shè)置緩沖大小,指向數(shù)組0

DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道 

}    

4.然后當(dāng)USART_RX_BUF[0]是有數(shù)據(jù)了,適當(dāng)?shù)难訒r(shí)10ms,讓UCOS繼續(xù)操作其它進(jìn)程,就能收到不定長的所有數(shù)據(jù)啦

代碼如下(也可以放在無操作系統(tǒng)的while中):

if(USART_RX_BUF[0])    //數(shù)組0有數(shù)據(jù)了，說明DMA開始接收一段數(shù)據(jù)

{

delay_ms(10); //延時(shí)10ms,讓DMA繼續(xù)接收后面數(shù)據(jù)的同時(shí),也能跑跑其它進(jìn)程 

printf("1:%srn",USART_RX_BUF); //打印

memset(USART_RX_BUF,0,35);    //清空數(shù)組

MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);//開始一次DMA傳輸！

}

上面代碼中延時(shí)10ms,又能接受多少數(shù)據(jù)？

在波特率115200下,1S能接受115200位bit,然后一個(gè)字節(jié)為8位bit,再加上一位停止位,所以可以接受12800個(gè)數(shù)據(jù).

那么10ms,可以接受128個(gè)數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)數(shù)組較大,可以適當(dāng)?shù)奶岣哐訒r(shí)時(shí)間

5.測試效果

如下圖所示,輸入多少就回顯多少，說明已經(jīng)成功,我這里是設(shè)置的接收數(shù)組大小為35,如果需要更長的數(shù)據(jù)，就改變數(shù)組大小即可