本節目標:
- 通過DMA,無需中斷,接收不定時長的串口數據
描述:
當在串口多數據傳輸下,CPU會產生多次中斷來接收串口數據,這樣會大大地降低CPU效率,同時又需要CPU去做其它更重要的事情,我們應該如何來優化？
比如四軸飛行器,當在不停地獲取姿態控制方向時,又要去接收串口數據.
答:使用DMA,無需CPU中斷便能實現接收串口數據
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 設備開辟一條直接傳送數據的通路，能使 CPU 的效率大為提高。
2在main()中調用串口配置函數，初始化串口后，然后使能UART1_RX的DMA接收
2.1在main()函數中，使用以下函數來調用配置函數:
uart_init(115200); //串口初始化為115200
2.2 uart_init()函數如下:
void uart_init(u32 bound){ //GPIO端口設置 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時鍾 //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位數據格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數據流控制 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式 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()中調用DMA配置函數,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位於DMA1通道5:
所以使用庫函數中變量DMA1_Channel5 來配置UART1_RX.
3.2在main()函數中，定義一個接收數組,使用以下3個參數來調用配置函數:
u8 USART_RX_BUF[35]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節.末字節為換行符 MYDMA_Config(DMA1_Channel5,(u32)&USART1->DR,(u32)USART_RX_BUF,35);//DMA1通道5,外設為串口1,存儲器為SendBuff,長度35，
3.3 MYDMA_Config()函數如下,最后會調用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寄存器重設為缺省值 DMA1_MEM_LEN=cndtr; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外設基地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA內存基地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //數據傳輸方向，從外設到內存 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA緩存的大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設地址寄存器不變 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內存地址寄存器遞增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //數據寬度為8位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數據寬度為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擁有中優先級 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x沒有設置為內存到內存傳輸 DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根據DMA_InitStruct中指定的參數初始化DMA的通道USART1_Rx_DMA 所標識的寄存器 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()函數如下:
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx) { DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //關閉USART1 TX DMA1 所指示的通道 DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//從新設置緩沖大小,指向數組0 DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道 }
4.然后當USART_RX_BUF[0]是有數據了,適當的延時10ms,讓UCOS繼續操作其它進程,就能收到不定長的所有數據啦
代碼如下(也可以放在無操作系統的while中):
if(USART_RX_BUF[0]) //數組0有數據了，說明DMA開始接收一段數據 { delay_ms(10); //延時10ms,讓DMA繼續接收后面數據的同時,也能跑跑其它進程 printf("1:%s\r\n",USART_RX_BUF); //打印 memset(USART_RX_BUF,0,35); //清空數組 MYDMA_Enable(DMA1_Channel5);//開始一次DMA傳輸！ }
上面代碼中延時10ms,又能接受多少數據？
在波特率115200下,1S能接受115200位bit,然后一個字節為8位bit,再加上一位停止位,所以可以接受12800個數據.
那么10ms,可以接受128個數據,如果數據數組較大,可以適當的提高延時時間
5.測試效果
如下圖所示,輸入多少就回顯多少，說明已經成功,我這里是設置的接收數組大小為35,如果需要更長的數據，就改變數組大小即可
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