stm32串口和DMA

### STM32 UART与DMA配合使用

#### 配置方法

对于STM32系列微控制器而言，在利用串口（UART）进行通信时采用直接存储器访问（DMA）可以显著提高效率并减少CPU占用率。为了实现这一目标，需先初始化相应的外设资源，包括但不限于开启必要的时钟、配置GPIO引脚以及设置USART参数等。

具体来说，当涉及到通过DMA来增强UART性能的应用场景下，开发者应当关注如何正确地设定传输模式和支持特性。例如，在`UART_HyperTerminal_DMA`工程实例里展示了基于中断和DMA相结合的方式来进行高效的数据交换过程[^1]。

// 初始化UART及DMA的相关配置
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
}

static void MX_DMA_Init(void)
{
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

    hdma_usart1_rx.Instance = DMA1_Channel5;
    hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_usart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    hdma_usart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    if (HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_rx) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    __HAL_LINKDMA(&huart1, hdmarx, hdma_usart1_rx);
}

上述代码片段说明了针对USART1的初始化工作，其中包含了对DMA通道的选择及其属性定义，比如方向是从外设到内存(`DMA_PERIPH_TO_MEMORY`)、循环模式(`DMA_CIRCULAR`)等选项，并且还指定了该DMA请求关联至哪个具体的UART句柄上。

#### 使用示例

一旦完成了基本硬件层面的准备工作之后，则可以在应用程序逻辑部分着手编写实际发送接收流程：

- **发送数据**：可以通过调用`HAL_UART_Transmit_DMA()`函数指定要传送的内容缓冲区地址及其长度；

- **接收数据**：同样借助于类似的API——`HAL_UART_Receive_DMA()`, 不过需要注意的是此时应该预先分配好足够的空间用于容纳即将到达的信息包。

下面给出一段简单的测试程序作为示范用途:

uint8_t tx_buffer[] = "Hello World!";
uint8_t rx_buffer[64];

int main(void)
{
    // 系统初始化...
    
    // 启动DMA接收
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rx_buffer, sizeof(rx_buffer));

    while (1){
        // 主循环体...

        // 当有新消息到来时触发此事件处理器
        if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE)){
            // 处理接收到的数据
            
            // 清除IDLE标志位
            __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);

            // 可选重启DMA接收以便继续监听后续传入的消息流
            HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rx_buffer,sizeof(rx_buffer));
        }
        
        // 发送字符串给终端设备
        HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t*)tx_buffer,strlen((char *)tx_buffer)+1);
        
        // 延迟一段时间等待完成传输动作后再重复执行一轮新的周期任务
        HAL_Delay(1000);
    }
}

这段伪代码体现了在一个典型的嵌入式项目中怎样运用DMA机制优化串行通讯链路的设计思路。值得注意的地方在于每当检测到空闲线状态变化(idle line event)发生后要及时响应并对内部寄存器做适当调整以恢复正常运作条件；另外就是关于异步I/O操作期间可能遇到的各种异常状况也需要妥善考虑进去。