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2023年01月12日 | STM32如何高效接收串口数据
2023-01-12 来源：zhihu
硬件：stm32f103cbt6
软件：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0
DMA，直接内存存取，可以用它的双手释放CPU的灵魂，所以，本文通过USART3进行串口收发，接受使用DMA的方式，无需CPU进行干预，当接受完成之后，数据可以直接从内存的缓冲区读取，从而减少了CPU的压力。
具体的代码实现如下：
usart_driver.h 封装了接口，数据接收回调函数类型，基本数据结构等；
usart_driver.c 函数原型实现，中断服务函数实现等；
拷贝这两个文件即可，可以根据目录下的参考用例，进行初始化。
头文件usart_driver.h已经声明了外部函数可能用到的接口；
USART3_DR的地址
因为USART3接收到数据会存在DR寄存器中，而DMA控制器则负责将该寄存器中的内容一一搬运到内存的缓冲区中（比如你定义的某个数组中），所以这里需要告诉DMA控制去哪里搬运，因此需要设置USART3_DR的总线地址。
USART3的基址如下图所示；
DR寄存器的偏移地址如下图所示；
所以最终地址为：0x40004800 + 0x004#define USART_DR_Base 0x40004804
DMA的通道
因为有很多外设都可以使用DMA，比如ADC，I2C，SPI等等，所以，不同的外设就要选择属于自己的DMA通道，查找参考手册；
DMA通道
因此USART3_RX在这里会使用DMA1的通道3，这都是硬件上已经预先分配好的，我们需要遵循这个规则。所以在代码中我们做出相应的定义；如下所示；
DMA的中断
DMA支持三种中断：传输过半，传输完成，传输出错；
DMA中断
因此在使用是相当安全也相当灵活，而本文只是用了传输完成中断；如下定义了，传输完成中断的标志位，DMA1_FLAG_TC3也就对应了图中的TCIF；
USART接收回调函数
在STM32的HAL中封装了大量外设的回调函数，使用起来十分方便，但是标准库中则没有这样的做法，但是这里我们可以自己实现，rx_cbk就是回调，即串口数据接收完成就会执行已经注册的回调函数；
通过使用接口usart_set_rx_cbk进行回调函数的注册，pargs为将传递的参数指针；
头文件源码
DMA的基本配置
串口接收DMA的配置在函数dma_init中；
已经定义了数据缓冲区，如下：
因此需要在DMA的配置中设置USART_DR的地址，和数据缓冲区的地址，以及两者的大小；还有就是数据流向；
寄存器流向内存；
内存流向寄存器；这个需要搞清楚；相关配置如下所示；
注意：DMA_DIR_PeripheralSRC表示，外设作为源地址，数据是从外设寄存器流向内存，即DMA会把数据从地址USART_DR_Base搬运到RxBuffer去。如果这个地方搞错，会导致RxBuffer始终没有你想要的数据。
环形队列接收数据
线性缓冲区会因为缓冲器接收数据已满导致无法继续接收的问题；而环形队列进行接收的话，会自动进行覆盖，这样一来，在读取数据的时候，也要配置一个环形队列进行数据处理，下面的配置是把DMA配置为循环模式；
在结构体user_uart_mod中，则用两个变量分别指向队首head和队尾tail；具体数据的读取在函数USART3_IRQHandler中，会把数据从内存的RxBuffer读取到结构体user_uart_mod的成员变量rx_buf中；最终调用回调函数。
函数原型
usart_driver.c
参考用例
这里需要调用usart_init，并设置回调函数，如果不设置，则不会执行回调。
总结
本文简单介绍了基于STM32基于DMA，利用串口空闲中断进行串口数据接收的具体配置和实现方法，代码基于标准库3.5版本；
因为标准库ST目前已经不再更新，并且ST提供了cubemx工具可以进行基于HAL库和LL库的外设快速配置，从而简化大量工作；当然为了不掉头发感觉撸寄存器也不错，最终适合自己的才是最好的。
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