1基本的な知識ポイント
DMADMA
（ダイレクトメモリアクセス）、つまりダイレクトメモリストレージ。シリアルポートやSPIなどの一部のデータ送信では、DMA方式が採用されています。送信プロセスはCPUの参加を必要とせず、 CPUは、他のものを処理するためにより多くの時間を費やすことができます。
STM32F4のDMAチャネルの選択は次のとおりです。
次のプログラムのアイデアは次のとおりです。
2プログラミングポイント2.1DMA
送信
2.1.1シリアルDMA送信構成
可変長データを送信するため、最初に送信の長さを構成してから、送信するたびに構成する必要はありません。
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//串口DMA发送配置
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void dma_uart_tx_init()
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能
DMA_DeInit(Uart_Tx_DMAStream);//使用----->DMA2_Stream7
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Tx_DMAStream) != DISABLE){}//等待DMA可配置
/* 配置 DMA Stream */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //通道选择
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; //目的：DMA外设地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)SendBuff; //源：DMA存储器0地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //方向：存储器到外设模式
//DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUF_SIZE; //长度：数据传输量(先不配置)
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设非增量模式
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //存储器增量模式
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //存储器数据长度:8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //使用普通模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA优先级：中等优先级
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; //FIFO模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full; //FIFO大小
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; //存储器单次传输
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //外设单次传输
DMA_Init(Uart_Tx_DMAStream, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
//中断配置
DMA_ITConfig(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TC,ENABLE); //配置DMA发送完成后产生中断
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA2_Stream7_IRQn;//
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=7;//抢占优先级8
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送
DMA_Cmd (Uart_Tx_DMAStream,DISABLE);//先不要使能DMA！
}
2.1.2
DMA送信完了割り込みDMA送信が完了すると、DMA送信完了割り込みがトリガーされます。ここで、カスタムDMA送信完了信号を解放して、次のDMA送信が利用可能であることを示すことができます。
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//DMA发送完成中断服务程序
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void DMA2_Stream7_IRQHandler(void)
{
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;
//printf("ooooooo\r\n");
if(DMA_GetITStatus(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TCIF7)!= RESET) //检查DMA传输完成中断 DMA_IT_TCIF7
{
DMA_ClearITPendingBit(Uart_Tx_DMAStream,DMA_IT_TCIF7);
//printf("dma tx ok\r\n");
if(uartDMATCSemaphore!=NULL)
{
//释放二值信号量
xSemaphoreGiveFromISR(uartDMATCSemaphore,&xHigherPriorityTaskWoken); //释放DMA传输完成二值信号量
}
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);//如果需要的话进行一次任务切换
}
}
2.1.3DMA送信機能インターフェース
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//串口DMA发送函数
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void uart_DMA_send(u8 *str,u16 ndtr)
{
u8 i;
u8 *p=str;
while(xSemaphoreTake(uartDMATCSemaphore,2)!=pdTRUE);//获取信号量，等待DMA发送可用
DMA_Cmd(Uart_Tx_DMAStream, DISABLE); //关闭DMA传输
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Tx_DMAStream) != DISABLE){} //确保DMA可以被设置
DMA_SetCurrDataCounter(Uart_Tx_DMAStream,ndtr); //数据传输量
for(i=0;i<ndtr;i++)
{
SendBuff[i]=*p++;
}
DMA_Cmd(Uart_Tx_DMAStream, ENABLE); //开启DMA传输
}
2.2 DMA受信2.2.1シリアルDMA受信構成で
は、DMA受信データを一時的に保存するための受信アドレスと受信長を構成する必要があります。
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//串口DMA接收配置
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void dma_uart_rx_init()
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能
DMA_DeInit(Uart_Rx_DMAStream);//使用----->DMA2_Stream5
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Rx_DMAStream) != DISABLE){}//等待DMA可配置
/* 配置 DMA Stream */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_4; //通道选择
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; //源：DMA外设地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)ReceiveBuff; //目的：DMA存储器0地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory; //方向：外设到存储器模式
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUF_SIZE; //长度：数据传输量
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设非增量模式
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //存储器增量模式
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //存储器数据长度:8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //使用普通模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA优先级：中等优先级
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; //FIFO模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full; //FIFO大小
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; //存储器单次传输
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //外设单次传输
DMA_Init(Uart_Rx_DMAStream, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); //使能串口1的DMA接收
DMA_Cmd (Uart_Rx_DMAStream,ENABLE);//使能
}
2.2.2シリアル
ポートアイドル割り込みシリアルポートアイドル割り込みの機能は、以前のFreeRTOSルーチンと同じです。3-可変長データの受信とバイナリセマフォの使用のシリアル割り込み。これらはすべて、文字列を送信した後にトリガーされます。今回はDMA受信を使用しているため、受信データはDMAバッファにあり、ルートDMA受信チャネルの全長と残りの長さの差で受信データ長を計算できます。受信データをコピーして使用するだけです。同時に、カスタムシリアルポートのアイドルセマフォを解放して、他のタスクがシリアルポートで受信したデータを時間内に取得できるようにします。
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//串口1空闲中断服务程序，用于DMA接收
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void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t data;//接收数据暂存变量
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)//空闲中断
{
data = USART1->SR;
data = USART1->DR;
DMA_Cmd(Uart_Rx_DMAStream,DISABLE);//关闭DMA接收
while (DMA_GetCmdStatus(Uart_Rx_DMAStream) != DISABLE){} //确保DMA可以被设置
rx_cnt = BUF_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(Uart_Rx_DMAStream);//得到真正接收数据个数
DMA_SetCurrDataCounter(Uart_Rx_DMAStream,BUF_SIZE);//重新设置接收数据个数
//printf("rx_cnt:%d\r\n",rx_cnt);
memcpy(rxbuf,ReceiveBuff,rx_cnt);//先复制出来，防止下次的数据来了之后将其覆盖
DMA_ClearFlag(Uart_Rx_DMAStream,DMA_FLAG_TCIF5 | DMA_FLAG_FEIF5 | DMA_FLAG_DMEIF5 | DMA_FLAG_TEIF5 | DMA_FLAG_HTIF5);//这里的各种标志还没搞懂
DMA_Cmd(Uart_Rx_DMAStream,ENABLE); //开启DMA接收
if(uartRxIDLESemaphore!=NULL)
{
//printf("nnnnnnn\r\n");
//释放二值信号量
xSemaphoreGiveFromISR(uartRxIDLESemaphore,&xHigherPriorityTaskWoken);//释放串口空闲中断二值信号量
}
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);//如果需要的话进行一次任务切换
}
}
2.3シリアルポート構成とテストタスク
2.3.1シリアルポート構成
基本的なGPIO構成とシリアルポートアイドル割り込み構成、および上記のシリアルポートDMA送信および受信構成を呼び出します。
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//串口配置
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void uart_init(u32 bound)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
//串口1对应引脚复用映射
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
//USART1端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10
//USART1 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //波特率设置
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
//DMA Config
dma_uart_tx_init();//串口DMA发送配置
dma_uart_rx_init();//串口DMA接收配置
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//开启串口空闲中断
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //串口1中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=6; //抢占优先级8
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
}
2.3.2テストタスク
は、DMA送信完了セマフォとシリアルポートアイドルセマフォを作成し、最初にDMA送信完了セマフォを解放します。これは、最初のDMA送信中にセマフォを取得するために使用されます。次に、2つのDMAをテストして可変長文字列を送信し、最後にDMAをテストして可変長文字列を受信します。
//打印任务函数(测试任务)
void print_task(void *pvParameters)
{
//创建二值信号量
uartDMATCSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
uartRxIDLESemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
xSemaphoreGive(uartDMATCSemaphore);
u8 str1[]="ma nong ai xue xi\r\n";
uart_DMA_send(str1,sizeof(str1));
u8 str2[]="xxpcb.github.io\r\n";
uart_DMA_send(str2,sizeof(str2));
BaseType_t err = pdFALSE;
while(1)
{
err=xSemaphoreTake(uartRxIDLESemaphore,5); //获取信号量
if(err==pdTRUE) //获取信号量成功
{
uart_DMA_send("receive:",sizeof("receive:"));
uart_DMA_send(rxbuf,rx_cnt);
uart_DMA_send("\r\n",sizeof("\r\n"));
rx_cnt=0;
}
}
}
3実験結果
は、シリアルポートアシスタントを介して受信できます。2つの文字列はDMAによって送信され（最初のhelloはテストシリアルポートであり、DMAによって送信されません）、次にシリアルポートデバッグアシスタントを介して2つの素敵なメッセージを送信してテストします。 DMA受信。
hello
ma nong ai xue xi
xxpcb.github.io
receive:nice to meet you
receive:nice to meet you
完全なプロジェクトコードがGitHubに保存されました：https：//github.com/xxpcb/FreeRTOS-STM32F407-examples