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1 前言

直接存儲器訪問（Direct Memory Access），簡稱DMA。DMA是CPU一個用于數據從一個地址空間到另一地址空間“搬運”（拷貝）的組件，數據拷貝過程不需CPU干預，數據拷貝結束則通知CPU處理。因此，大量數據拷貝時，使用DMA可以釋放CPU資源。DMA數據拷貝過程，典型的有：

內存—>內存，內存間拷貝
外設—>內存，如uart、spi、i2c等總線接收數據過程
內存—>外設，如uart、spi、i2c等總線發送數據過程

2 串口有必要使用DMA嗎

串口(uart)是一種低速的串行異步通信，適用于低速通信場景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。對于小于或者等于115200bps波特率的，而且數據量不大的通信場景，一般沒必要使用DMA，或者說使用DMA并未能充分發揮出DMA的作用。

對于數量大，或者波特率提高時，必須使用DMA以釋放CPU資源，因為高波特率可能帶來這樣的問題：

對于發送，使用循環發送，可能阻塞線程，需要消耗大量CPU資源“搬運”數據，浪費CPU
對于發送，使用中斷發送，不會阻塞線程，但需浪費大量中斷資源，CPU頻繁響應中斷；以115200bps波特率，1s傳輸11520字節，大約69us需響應一次中斷，如波特率再提高，將消耗更多CPU資源
對于接收，如仍采用傳統的中斷模式接收，同樣會因為頻繁中斷導致消耗大量CPU資源

因此，高波特率場景下，串口非常有必要使用DMA。

3DMA實現方式

4 STM32串口使用DMA

關于STM32串口使用DMA，不乏一些開發板例程及網絡上一些博主的使用教程。使用步驟、流程、配置基本大同小異，正確性也沒什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作為學習過程沒問題；實際項目使用缺乏嚴謹性，數據量大時可能導致數據異常。

測試平臺:

STM32F030C8T6
UART1/UART2
DMA1 Channel2—Channel5
ST標準庫
主頻48MHz（外部12MHz晶振）

5 串口DMA接收

5.1 基本流程

5.2 相關配置

關鍵步驟

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空閑中斷

【3】配置DMA參數，使能DMA通道buf半滿（傳輸一半數據）中斷、buf溢滿（傳輸數據完成）中斷

為什么需要使用DMA 通道buf半滿中斷？

很多串口DMA模式接收的教程、例子，基本是使用了“空間中斷”+“DMA傳輸完成中斷”來接收數據。實質上這是存在風險的，當DMA傳輸數據完成，CPU介入開始拷貝DMA通道buf數據，如果此時串口繼續有數據進來，DMA繼續搬運數據到buf，就有可能將數據覆蓋，因為DMA數據搬運是不受CPU控制的，即使你關閉了CPU中斷。

嚴謹的做法需要做雙buf，CPU和DMA各自一塊內存交替訪問，即是"乒乓緩存” ，處理流程步驟應該是這樣：

【1】第一步，DMA先將數據搬運到buf1，搬運完成通知CPU來拷貝buf1數據【2】第二步，DMA將數據搬運到buf2，與CPU拷貝buf1數據不會沖突【3】第三步，buf2數據搬運完成，通知CPU來拷貝buf2數據【4】執行完第三步，DMA返回執行第一步，一直循環

STM32F0系列DMA不支持雙緩存（以具體型號為準）機制，但提供了一個buf"半滿中斷"，即是數據搬運到buf大小的一半時，可以產生一個中斷信號。基于這個機制，我們可以實現雙緩存功能，只需將buf空間開辟大一點即可。

【1】第一步，DMA將數據搬運完成buf的前一半時，產生“半滿中斷”，CPU來拷貝buf前半部分數據【2】第二步，DMA繼續將數據搬運到buf的后半部分，與CPU拷貝buf前半部數據不會沖突【3】第三步，buf后半部分數據搬運完成，觸發“溢滿中斷”，CPU來拷貝buf后半部分數據【4】執行完第三步，DMA返回執行第一步，一直循環

UART2 DMA模式接收配置代碼如下，與其他外設使用DMA的配置基本一致，留意關鍵配置：

串口接收，DMA通道工作模式設為連續模式
使能DMA通道接收buf半滿中斷、溢滿（傳輸完成）中斷
啟動DMA通道前清空相關狀態標識，防止首次傳輸錯亂數據

void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel5);  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->RDR);/* UART2接收數據地址 */ DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */ DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 傳輸方向:外設->內存 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size; /* 接收buf大小 */ DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular; /* 連續模式 */ DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh;  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);  DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、溢滿、錯誤中斷 */ DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5); /* 清除相關狀態標識 */ DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5); DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); }

DMA 錯誤中斷“DMA_IT_TE”，一般用于前期調試使用，用于檢查DMA出現錯誤的次數，發布軟件可以不使能該中斷。

5.3 接收處理

基于上述描述機制，DMA方式接收串口數據，有三種中斷場景需要CPU去將buf數據拷貝到fifo中，分別是：

DMA通道buf溢滿（傳輸完成）場景
DMA通道buf半滿場景
串口空閑中斷場景

前兩者場景，前面文章已經描述。串口空閑中斷指的是，數據傳輸完成后，串口監測到一段時間內沒有數據進來，則觸發產生的中斷信號。

5.3 .1 接收數據大小

數據傳輸過程是隨機的，數據大小也是不定的，存在幾類情況：

數據剛好是DMA接收buf的整數倍，這是理想的狀態
數據量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此時會觸發串口空閑中斷

因此，我們需根據“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空間大小”、“上一次接收的總數據大小”來計算當前接收的數據大小。

/* 獲取DMA通道接收buf剩余空間大小 */uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

DMA通道buf溢滿場景計算

接收數據大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的總數據大小

DMA通道buf溢滿中斷處理函數：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id){   uint16_t recv_size;  recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
 fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
 s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;}

DMA通道buf半滿場景計算

接收數據大小 = DMA通道接收總數據大小 - 上一次接收的總數據大小DMA通道接收總數據大小 = DMA通道buf大小 - DMA通道buf剩余空間大小

DMA通道buf半滿中斷處理函數：

void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id){   uint16_t recv_total_size;   uint16_t recv_size;  if(uart_id == 0) {    recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(); } else if (uart_id == 1) {  recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(); } recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;  fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size); s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 記錄接收總數據大小 */}

串口空閑中斷場景計算

串口空閑中斷場景的接收數據計算與“DMA通道buf半滿場景”計算方式是一樣的。

串口空閑中斷處理函數：

void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id){   uint16_t recv_total_size;   uint16_t recv_size;  if(uart_id == 0) {    recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(); } else if (uart_id == 1) {  recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(); } recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size; s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size; fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo,        (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size); s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;}

注：串口空閑中斷處理函數，除了將數據拷貝到串口接收fifo中，還可以增加特殊處理，如作為串口數據傳輸完成標識、不定長度數據處理等等。

5.3.2 接收數據偏移地址

將有效數據拷貝到fifo中，除了需知道有效數據大小外，還需知道數據存儲于DMA 接收buf的偏移地址。有效數據偏移地址只需記錄上一次接收的總大小即,可，在DMA通道buf全滿中斷處理函數將該值清零，因為下一次數據將從buf的開頭存儲。

在DMA通道buf溢滿中斷處理函數中將數據偏移地址清零：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id){  /* todo */ s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;}

5.4 應用讀取串口數據方法

經過前面的處理步驟，已將串口數據拷貝至接收fifo，應用程序任務只需從fifo獲取數據進行處理。前提是，處理效率必須大于DAM接收搬運數據的效率，否則導致數據丟失或者被覆蓋處理。

6 串口DMA發送

6.1 基本流程

6.2 相關配置

關鍵步驟

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA發送模式

【3】配置DMA發送通道，這一步無需在初始化設置，有數據需要發送時才配置使能DMA發送通道

UART2 DMA模式發送配置代碼如下，與其他外設使用DMA的配置基本一致，留意關鍵配置：

串口發送是，DMA通道工作模式設為單次模式（正常模式），每次需要發送數據時重新配置DMA
使能DMA通道傳輸完成中斷，利用該中斷信息處理一些必要的任務，如清空發送狀態、啟動下一次傳輸
啟動DMA通道前清空相關狀態標識，防止首次傳輸錯亂數據

void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel4); DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->TDR);/* UART2發送數據地址 */ DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  /* 發送數據buf */ DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 傳輸方向:內存->外設 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;    /* 發送數據buf大小 */ DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal;   /* 單次模式 */ DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High;   DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);   DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); /* 使能傳輸完成中斷、錯誤中斷 */ DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4); /* 清除發送完成標識 */ DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); /* 啟動DMA發送 */}

6.3 發送處理

串口待發送數據存于發送fifo中，發送處理函數需要做的的任務就是循環查詢發送fifo是否存在數據，如存在則將該數據拷貝到DMA發送buf中，然后啟動DMA傳輸。前提是需要等待上一次DMA傳輸完畢，即是DMA接收到DMA傳輸完成中斷信號"DMA_IT_TC"。

串口發送處理函數：

void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id){   uint16_t size = 0;  if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)    {        return;    } size = fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,      s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size); if (size != 0) {        s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;    if (uart_id == 0)  {            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01; /* DMA發送狀態 */     bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);  }  else if (uart_id == 1)  {            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01; /* DMA發送狀態,必須在使能DMA傳輸前置位，否則有可能DMA已經傳輸并進入中斷 */   bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);  } }}

注意發送狀態標識，必須先置為“發送狀態”，然后啟動DMA 傳輸。如果步驟反過來，在傳輸數據量少時，DMA傳輸時間短，“DMA_IT_TC”中斷可能比“發送狀態標識置位”先執行，導致程序誤判DMA一直處理發送狀態（發送標識無法被清除）。

注：關于DMA發送數據啟動函數，有些博客文章描述只需改變DMA發送buf的大小即可；經過測試發現，該方法在發送數據量較小時可行，數據量大后，導致發送失敗，而且不會觸發DMA發送完成中斷。因此，可靠辦法是：每次啟動DMA發送，重新配置DMA通道所有參數。該步驟只是配置寄存器過程，實質上不會占用很多CPU執行時間。

DMA傳輸完成中斷處理函數：

void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id){  s_uart_dev[uart_id].status = 0; /* 清空DMA發送狀態標識 */}

上述串口發送處理函數可以在幾種情況調用：

主線程任務調用，前提是線程不能被其他任務阻塞，否則導致fifo溢出

void thread(void){    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);}

定時器中斷中調用

void TIMx_IRQHandler(void){    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);}

DMA通道傳輸完成中斷中調用

void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void){ if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4)) {  UartDmaSendDoneIsr(UART_2);  DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);  uart_poll_dma_tx(DEV_UART2); }}

每次拷貝多少數據量到DMA發送buf：

關于這個問題，與具體應用場景有關，遵循的原則就是：只要發送fifo的數據量大于等于DMA發送buf的大小，就應該填滿DMA發送buf，然后啟動DMA傳輸，這樣才能充分發揮會DMA性能。因此，需兼顧每次DMA傳輸的效率和串口數據流實時性，參考著幾類實現：

周期查詢發送fifo數據，啟動DMA傳輸，充分利用DMA發送效率，但可能降低串口數據流實時性
實時查詢發送fifo數據，加上超時處理，理想的方法
在DMA傳輸完成中斷中處理，保證實時連續數據流

7 串口設備

7.1 數據結構

/* 串口設備數據結構 */typedef struct{ uint8_t status;   /* 發送狀態 */ _fifo_t tx_fifo;  /* 發送fifo */ _fifo_t rx_fifo;  /* 接收fifo */ uint8_t *dmarx_buf;  /* dma接收緩存 */ uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收緩存大小*/ uint8_t *dmatx_buf;  /* dma發送緩存 */ uint16_t dmatx_buf_size;/* dma發送緩存大小 */ uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收數據大小 */}uart_device_t;

7.2 對外接口

/* 串口注冊初始化函數 */void uart_device_init(uint8_t uart_id){   if (uart_id == 1) {  /* 配置串口2收發fifo */  fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, &s_uart2_tx_buf[0],                       sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);  fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, &s_uart2_rx_buf[0],                       sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);    /* 配置串口2 DMA收發buf */  s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf = &s_uart2_dmarx_buf[0];  s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);  s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf = &s_uart2_dmatx_buf[0];  s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);  bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf,           sizeof(s_uart2_dmarx_buf));  s_uart_dev[uart_id].status  = 0; }}
/* 串口發送函數 */uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size){ return fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);}
/* 串口讀取函數 */uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size){ return fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);}

8 完整源碼

代碼倉庫：https://github.com/Prry/stm32f0-uart-dma

串口&DMA底層配置：

#include #include #include #include "stm32f0xx.h"#include "bsp_uart.h"
/** * @brief   * @param   * @retval  */static void bsp_uart1_gpio_init(void){    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;#if 0 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_0);    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_0);   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_OType  = GPIO_OType_PP;    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_Level_3;    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);#else RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);     GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_OType  = GPIO_OType_PP;    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_Level_3;    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);#endif}
/** * @brief   * @param   * @retval  */static void bsp_uart2_gpio_init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_1); GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_1);  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}
/** * @brief   * @param   * @retval  */void bsp_uart1_init(void){ USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  bsp_uart1_gpio_init();  /* 使能串口和DMA時鐘 */ RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);  USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600; USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE); /* 使能空閑中斷 */ USART_OverrunDetectionConfig(USART1, USART_OVRDetection_Disable);  USART_Cmd(USART1, ENABLE); USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE); /* 使能DMA收發 */
 /* 串口中斷 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 /* DMA中斷 */   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel      = DMA1_Channel2_3_IRQn;          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}
/** * @brief   * @param   * @retval  */void bsp_uart2_init(void){ USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  bsp_uart2_gpio_init();  /* 使能串口和DMA時鐘 */ RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
 USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 57600; USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE); /* 使能空閑中斷 */ USART_OverrunDetectionConfig(USART2, USART_OVRDetection_Disable);  USART_Cmd(USART2, ENABLE); USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx|USART_DMAReq_Tx, ENABLE);  /* 使能DMA收發 */
 /* 串口中斷 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = USART2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 /* DMA中斷 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel         = DMA1_Channel4_5_IRQn;          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}
void bsp_uart1_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel2); DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART1->TDR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 傳輸方向:內存->外設 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal;  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High;  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);   DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE);  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC2); /* 清除發送完成標識 */ DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); }
void bsp_uart1_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel3);  DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART1->RDR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 傳輸方向:外設->內存 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular;  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh;  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);  DMA_ITConfig(DMA1_Channel3, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、全滿、錯誤中斷 */ DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC3); DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT3); DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); }
uint16_t bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size(void){ return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel3); /* 獲取DMA接收buf剩余空間 */}
void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel4); DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->TDR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 傳輸方向:內存->外設 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Normal;  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_High;  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);   DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE);  DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4); /* 清除發送完成標識 */ DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); }
void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size){   DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  DMA_DeInit(DMA1_Channel5);  DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr  = (uint32_t)&(USART2->RDR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr   = (uint32_t)mem_addr;  DMA_InitStructure.DMA_DIR      = DMA_DIR_PeripheralSRC;  /* 傳輸方向:外設->內存 */ DMA_InitStructure.DMA_BufferSize    = mem_size;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc   = DMA_PeripheralInc_Disable;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc    = DMA_MemoryInc_Enable;  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize  = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize   = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode      = DMA_Mode_Circular;  DMA_InitStructure.DMA_Priority     = DMA_Priority_VeryHigh;  DMA_InitStructure.DMA_M2M      = DMA_M2M_Disable;  DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);  DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半滿、全滿、錯誤中斷 */ DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5); DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5); DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); }
uint16_t bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size(void){ return DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5); /* 獲取DMA接收buf剩余空間 */}

壓力測試：

1.5Mbps波特率，串口助手每毫秒發送1k字節數據，stm32f0 DMA接收數據，再通過DMA發送回串口助手，毫無壓力。
1.5Mbps波特率，可傳輸大文件測試，將接收數據保存為文件，與源文件比較。
串口高波特率測試需要USB轉TLL工具及串口助手都支持才可行，推薦CP2102、FT232芯片的USB轉TTL工具。

原文標題：單片機高負載串口通信，如何設計可靠的方案？

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審核編輯：湯梓紅

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STM32串口DMA接收與發送

2 串口有必要使用DMA嗎

3DMA實現方式

4 STM32串口使用DMA

5 串口DMA接收

5.1 基本流程

5.2 相關配置

5.3 接收處理

5.3 .1 接收數據大小

5.3.2 接收數據偏移地址

5.4 應用讀取串口數據方法

6 串口DMA發送

6.1 基本流程

6.2 相關配置

6.3 發送處理

7 串口設備

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7.2 對外接口

8 完整源碼

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