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DMA一種在嵌入式實時任務處理中常用的功能。 ? 而UART發(fā)送數據包，使用DMA方式能大量減輕CPU處理的時間，使其CPU資源不被大量浪費，尤其在UART收發(fā)大量數據包（如高頻率收發(fā)指令）時具有明顯優(yōu)勢。 ?
簡述DMA
DMA：Direct Memory Access，直接內存存取/訪問。簡單來說就是內存RAM直接和其他設備（外設）進行數據交互，而不需要CPU參與的一種控制器。 ? DMA它允許不同速度的硬件裝置來溝通，而不需要依賴于 CPU 的大量中斷負載。否則，CPU 需要從來源把每一片段的數據復制到緩存器，然后把它們再次寫回到新的地方。在這個過程中，CPU不能做其他的工作。 ?
DMA優(yōu)點
DMA在系統(tǒng)中的角色好比一個公司的員工，CPU好比是公司的老板。
老板想要寄送一個快遞到北京，只需要一個口令安排員工即可，具體填寫快遞單號、物流、派送等一系列工作老板不用關心。最后快遞被對方收到，通知一聲老板即可。
回到UART發(fā)送數據，同樣的道理，CPU只需要簡單的操作（“安排任務”），就可把一串數據包丟給DMA直接發(fā)送，最后發(fā)送完成，收到一個發(fā)送完成中斷，通知CPU發(fā)送完成即可。 ? 說到這里相信大部分人都明白了，老板可以親自開車或者坐飛機送快遞，完成這件事情，但會耽擱老板很多時間。 ? 同樣，如果我們使用UART自己發(fā)送，CPU就會不停仲裁發(fā)送結果，占據CPU大量資源。 ? 在RTOS中，特別是有大量任務需要處理的時候，UART使用DMA發(fā)送就會帶來很大方便。使用裸機運行的相同，尤為突出。 ?
實例代碼：DMA發(fā)送配置
本文使用STM32F4 MCU、標準外設庫為例給大家簡單講述一下配置。
1.USART配置 USART（COM）宏定義：
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/* COMM通信 */ #define COMM_COM USART2 #define COMM_COM_CLK RCC_APB1Periph_USART2 #define COMM_COM_TX_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOD //UART TX #define COMM_COM_TX_PIN GPIO_Pin_5 #define COMM_COM_TX_GPIO_PORT GPIOD #define COMM_COM_TX_SOURCE GPIO_PinSource5 #define COMM_COM_TX_AF GPIO_AF_USART2 #define COMM_COM_RX_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOD //UART RX #define COMM_COM_RX_PIN GPIO_Pin_6 #define COMM_COM_RX_GPIO_PORT GPIOD #define COMM_COM_RX_SOURCE GPIO_PinSource6 #define COMM_COM_RX_AF GPIO_AF_USART2 #define COMM_COM_IRQn USART2_IRQn #define COMM_COM_Priority 9 //優(yōu)先級 #define COMM_COM_BaudRate 115200 //波特率 #define COMM_COM_IRQHandler USART2_IRQHandler //中斷函數接口(見stm32f4xx_it.c)? USART配置：
/************************************************ 函數名稱 ：USART_COMM_Configuration 功 能 ：通信串口配置 參 數 ：無 返 回 值 ：無 作 者 ：strongerHuang *************************************************/ void USART_COMM_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 時鐘配置 */ RCC_AHB1PeriphClockCmd(COMM_COM_TX_GPIO_CLK | COMM_COM_RX_GPIO_CLK, ENABLE); if((USART1 == COMM_COM) || (USART6 == COMM_COM)) RCC_APB2PeriphClockCmd(COMM_COM_CLK, ENABLE); else RCC_APB1PeriphClockCmd(COMM_COM_CLK, ENABLE); /* 復用配置 */ GPIO_PinAFConfig(COMM_COM_TX_GPIO_PORT, COMM_COM_TX_SOURCE, COMM_COM_TX_AF); GPIO_PinAFConfig(COMM_COM_RX_GPIO_PORT, COMM_COM_RX_SOURCE, COMM_COM_RX_AF); /* 引腳配置 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COMM_COM_TX_PIN; //USART Tx GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //復用模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(COMM_COM_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COMM_COM_RX_PIN; //USART Rx GPIO_Init(COMM_COM_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); /* NVIC配置 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = COMM_COM_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = COMM_COM_Priority; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /* USART配置 */ USART_InitStructure.USART_BaudRate = COMM_COM_BaudRate; //波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //傳輸位數 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //校驗位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發(fā)功能 USART_Init(COMM_COM, &USART_InitStructure); USART_ClearFlag(COMM_COM, USART_FLAG_RXNE | USART_FLAG_TC); USART_ITConfig(COMM_COM, USART_IT_RXNE, ENABLE); //接收中斷 USART_DMACmd(COMM_COM, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); //使能DMA USART_Cmd(COMM_COM, ENABLE); //使能USART }? ? 2.DMA配置DMA宏定義：
/* COMM_DMA */ #define COMM_DR_ADDRESS ((uint32_t)USART2 + 0x04) #define COMM_DMA DMA1 #define COMM_DMA_CLK RCC_AHB1Periph_DMA1 #define COMM_TX_DMA_CHANNEL DMA_Channel_4 #define COMM_TX_DMA_STREAM DMA1_Stream6 #define COMM_TX_DMA_FLAG_TCIF DMA_FLAG_TCIF6 #define COMM_TX_DMA_IRQn DMA1_Stream6_IRQn #define COMM_TX_DMA_Priority 8 //優(yōu)先級 #define COMM_TX_DMA_IRQHandler DMA1_Stream6_IRQHandler //中斷函數接口(見stm32f4xx_it.c) #define COMM_TX_DMA_IT_TCIF DMA_IT_TCIF6? ? DMA配置：
/************************************************
函數名稱 ：USART_COMM_DMA_Configuration
功 能 ：通信串口的DMA配置
參 數 ：無
返 回 值 ：無
作 者 ：strongerHuang
*************************************************/
void USART_COMM_DMA_Configuration(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 使能時鐘 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(COMM_DMA_CLK, ENABLE);
/* NVIC配置 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = COMM_TX_DMA_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = COMM_TX_DMA_Priority;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* DMA配置 */
DMA_DeInit(COMM_TX_DMA_STREAM);
DMA_InitStructure.DMA_Channel = COMM_TX_DMA_CHANNEL; //DMA通道
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = COMM_DR_ADDRESS; //外設地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)0; //內存地址(待傳入參數)
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //傳輸方向
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0; //傳輸長度(待傳入參數)
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設遞增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內存遞增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數據寬度
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //循環(huán)模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //優(yōu)先級
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
DMA_Init(COMM_TX_DMA_STREAM, &DMA_InitStructure);
DMA_ClearFlag(COMM_TX_DMA_STREAM, COMM_TX_DMA_FLAG_TCIF);
DMA_ITConfig(COMM_TX_DMA_STREAM, DMA_IT_TC, ENABLE); //使能DMA傳輸完成中斷
DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, DISABLE); //初始化禁止
}
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3.DMA發(fā)送UART數據包
DMA發(fā)送函數：
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/************************************************
函數名稱 ：COMM_SendBufByDMA
功 能 ：通信串口通過DMA發(fā)送數據
參 數 ：Buf ------ 數據(地址)
Length --- 數據長度(字節(jié))
返 回 值 ：無
作 者 ：strongerHuang
*************************************************/
void COMM_SendBufByDMA(uint8_t *Buf, uint16_t Length)
{
DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, DISABLE); //關閉DMA
//內存地址
DMA_MemoryTargetConfig(COMM_TX_DMA_STREAM, (uint32_t)Buf, DMA_Memory_0);
DMA_SetCurrDataCounter(COMM_TX_DMA_STREAM, Length); //設置DMA傳輸長度
DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, ENABLE); //使能DMA
}
? ? 細心的朋友會發(fā)現，這個發(fā)送函數其實很簡單，當然，這里是使用STM32F4芯片,其他芯片也差不多，原理類似。HAL庫同樣可以完成。 ? 關于DMA發(fā)送完成中斷，可根據實際情況，如果使用RTOS，一般發(fā)送數據是一個任務，這個任務會OS等待（檢測）發(fā)送完成信號（即DMA發(fā)送完成中斷）。 ? ? ---------
審核編輯：黃飛
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工商網監(jiān)
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