stm32f103-uart123-dma.zip

STM32F103是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。该芯片拥有多个串行通信接口，包括UART（通用异步收发传输器），在一些需要高效传输数据的场合，可以利用DMA（直接内存访问）来提升性能。下面将详细讲解STM32F103的UART和DMA功能，以及如何配置和使用它们。 1. **UART基础**：UART是一种常见的串行通信协议，用于设备间的数据传输。STM32F103集成了多个UART接口，如UART1、UART2和UART3，它们可以实现全双工通信，即同时进行发送和接收数据。UART支持的数据帧格式通常包括起始位、数据位（通常为8位）、奇偶校验位（可选）和停止位。 2. **DMA简介**：DMA允许外设直接与内存进行数据交换，无需CPU介入，从而减少了CPU负载并提高了系统效率。在STM32中，有多个DMA通道可以分配给不同的外设，包括UART。 3. **UART与DMA结合**：在STM32F103中，可以配置DMA为UART传输提供服务。通过设置DMA控制器，可以将发送或接收缓冲区的数据自动传输到或从UART接口读取，实现连续、无中断的数据流传输。这对于大数据量传输或需要实时性的应用非常有利。 4. **配置步骤**： - **初始化UART**：设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验等参数，开启UART。 - **选择DMA通道**：根据需要选择合适的DMA通道，例如DMA1的Channel2/3用于UART1的发送/接收，Channel5/6用于UART2，Channel7/8用于UART3。 - **配置DMA**：设置传输模式（单传输或循环传输）、数据宽度、源/目标地址、传输计数等。 - **关联UART和DMA**：通过设置UART的DMA请求使能，将选定的DMA通道与特定的UART接口连接起来。 - **启动DMA传输**：在需要发送数据时启动DMA传输，并在接收时设置适当的中断处理程序来处理接收到的数据。 5. **注意事项**： - DMA传输期间，应确保数据缓冲区的大小足够容纳所有数据。 - DMA配置完成后，记得开启DMA和UART的使能。 - DMA中断处理程序需要正确处理传输完成和错误情况，以保证系统的正常运行。 6. **示例代码片段**（以UART1为例）： ```c void DMA_UART1_Config(void) { RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 开启DMA1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 开启UART1和GPIOA时钟 // GPIO配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // TX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // RX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // UART配置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; 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_Tx | USART_Mode_Rx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 启用UART1 // DMA配置 DMA_DeInit(DMA1_Channel2); // 清除通道配置 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; // 数据从内存到外设 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Buffer_Size; // 设置传输数据长度 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR; // UART1数据寄存器地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)TransmitBuffer; // 发送数据缓冲区地址 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 单次传输 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 高优先级 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不变 DMA_InitStructure.DMA_Data Alignment = DMA_DataAlignment.Byte; // 数据字节对齐 DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; // 不使用FIFO DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull; // FIFO四分之一满触发传输 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式 DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure); DMA_ITConfig(DMA1_Channel2, DMA_IT_TC, ENABLE); // 启用传输完成中断 DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE); // 启用DMA通道 // 配置UART1的DMA USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); // 启用UART1的TX DMA请求 } ``` 上述代码展示了如何配置STM32F103的UART1和DMA1 Channel2用于发送。接收配置类似，只需将方向改为`DMA_DIR_PeripheralToMemory`，并使用DMA1 Channel3。 7. **实际应用**：在工业控制、物联网设备、数据采集系统等领域，STM32F103的UART-DMA组合常被用于高速数据传输，例如传感器数据的无线上传、模块间的串行通信等。 STM32F103的UART和DMA功能相结合，能够实现高效、低延迟的串行数据传输，对于需要大量实时数据交换的系统尤其有用。在实际应用中，开发者需要根据具体需求进行细致的配置和调试，确保系统稳定可靠地运行。