STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制 STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制，轻松跑上 2M 波特率。 STM32 中一般的 DMA 传输方向有内存->内存、外设->内存、内存->外设。通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），在嵌入式开发中一般称为串口，通常用于中、低速通信场景，波特率低有 6400 bps，高能达到 4~5 Mbps。 在 STM32 中使用 DMA 收发数据，可以节约可观的 CPU 处理时间。特别是在高速、大数据量的场景中，DMA 是必须的，而双缓冲区、空闲中断以及 FIFO 数据缓冲区也是非常重要的成分。 在本文中，我们将使用 STM32CubeMX 配置串口，首先使能高速外部时钟，然后设置时钟树。接下来配置串口，选择一个串口，设置模式为 Asynchronous，设置波特率、帧长度、奇偶校验以及停止位长度。然后添加接收和发送的 DMA 配置，注意在 RX 中将 DMA 模式改为 Circular，这样 DMA 接收只用开启一次，缓冲区满后 DMA 会自动重置到缓冲区起始位置，不再需要每次接收完成后重新开启 DMA。 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。全满中断和半满中断都很好理解，就是串口 DMA 的缓冲区填充了一半和填满时产生的中断。而空闲中断是串口在上一帧数据接收完成之后在一个字节的时间内没有接收到数据时产生的中断，即总线进入了空闲状态。 现在网络上大部分教程都使用了全满中断加空闲中断的方式来接收数据，不过这存在了一定的风险：DMA 可以独立于 CPU 传输数据，这意味着 CPU 和 DMA 有可能同时访问缓冲区，导致 CPU 处理其中的数据到中途时 DMA 继续传输数据把之前的缓冲区覆盖掉，造成了数据丢失。所以更合理的做法是借助半满中断实现乒乓缓存。 乒乓缓存是指一个缓存写入数据时，设备从另一个缓存读取数据进行处理；数据写入完成后，两边交换缓存，再分别写入和读取数据。这样给设备留足了处理数据的时间，避免缓冲区中旧数据还没读取完又被新数据覆盖掉的情况。 但是出现了一个小问题，就是 STM32 大部分型号的串口 DMA 只有一个缓冲区，要怎么实现乒乓缓存呢？没错，半满中断。现在，一个缓冲区能拆成两个来用了。看这图我们再来理解一下上面提到的三个中断：接受缓冲区的前半段填满后触发半满中断，后半段填满后触发全满中断；而这两个中断都没有触发，但是数据包已经结束且后续没有数据时，触发空闲中断。 举个例子：向这个缓冲区大小为 20 的程序传送一个大小为 25 的数据包，它会产生三次中断，如下图所示。程序实现原理介绍完成，感谢 ST 提供了 HAL 库，接下来再使用 C 语言实现它们就很简单了。首先开启串口 DMA 接收。 #define RX_BUF_SIZE 20 uint8_t USAR_RX_Buf[RX_BUF_SIZE]; 在上面的例子中，我们定义了一个大小为 20 的缓冲区 USAR_RX_Buf，並将其设置为串口 DMA 的接收缓冲区。然后，我们可以使用 HAL 库提供的函数来开启串口 DMA 接收。 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); 在串口收到数据之后，DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时，就会产生中断（空闲中断、半满中断、全满中断），程序会进入回调函数以处理数据。在回调函数中，我们可以将数据写入 FIFO 中供应用读取。 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { // 将数据写入 FIFO 中 FIFO_Put(USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); } 在上面的例子中，我们使用 HAL 库提供的回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 来处理数据。在这个函数中，我们将数据写入 FIFO 中供应用读取。这样，我们就可以轻松地实现高速的串口收发机制。 使用 STM32 HAL 库可以轻松地实现高速的串口收发机制，轻松跑上 2M 波特率。同时，我们还可以使用乒乓缓存和空闲中断来避免数据丢失和提高系统的可靠性。

STM32H743是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款高性能微控制器，属于STM32H7系列，具备强大的ARM Cortex-M7内核。在这个项目中，我们将探讨如何利用STM32H743的串口（USART）功能，并通过DMA（直接存储器访问）进行数据传输。DMA允许在不占用CPU资源的情况下，实现外设与内存之间的高效数据交换。 串口（USART）是通用同步/异步收发传输器，常用于设备间的通信。在STM32H743上配置串口需要完成以下步骤： 1. **初始化配置**：设置波特率、数据位数、停止位和校验位。这些参数可根据通信协议和需求进行定制。 2. **中断或DMA选择**：这里采用DMA方式，因此需要开启串口的DMA请求，并配置合适的DMA通道。 3. **DMA配置**：创建DMA配置结构体，设定传输方向（发送或接收）、数据宽度、内存到外设或外设到内存模式等。 4. **MPU配置**：内存保护单元（MPU）可以保护内存区域免受非法访问。在使用DMA时，确保MPU配置允许DMA通道访问所需内存区域。 5. **缓存开启**：STM32H743支持数据和指令缓存，开启缓存能提高数据读取速度。配置缓存时，要确保与DMA的使用兼容。 6. **RAM分区**：根据应用需求，可能需要将RAM划分为多个区域，如堆栈、动态内存分配区等。 具体实现时，首先在初始化函数中配置串口和DMA。例如，使用HAL库的`HAL_UART_Init()`和`HAL_DMA_Init()`函数。接着，开启串口的DMA请求，这通常在`HAL_UART_MspInit()`回调中完成，调用`HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA_IRQn)`来启用对应DMA通道的中断。 对于MPU配置，可以使用`HAL_MPU_ConfigRegion()`函数，设定访问权限和优先级。开启缓存可能涉及`SCB_EnableDCache()`和`SCB_EnableICache()`函数。分配RAM区域可通过`HAL_RCC_GetSRAMSize()`和`HAL_RCC_GetPCCARDRAMSize()`等函数获取总RAM大小，然后用`__attribute__((section(".mySection")))`这样的内存定位属性进行分配。 在数据传输过程中，启动发送或接收操作，例如通过`HAL_UART_Transmit_DMA()`或`HAL_UART_Receive_DMA()`。当传输完成时，DMA中断会被触发，此时需在中断服务程序中处理完传输状态，更新标志位或者执行其他必要的动作。 在H743_BSP_Validate这个文件包中，可能包含了验证这些功能的示例代码、配置文件以及必要的头文件。用户可以参考这些代码来理解和实现STM32H743的串口DMA驱动程序。为了确保程序正确运行，还需要注意系统时钟配置、异常处理以及串口和DMA的中断优先级设置。 STM32H743的串口DMA驱动涉及到硬件层的串口、DMA和MPU配置，以及软件层的中断处理和内存管理。正确理解并实施这些概念，能够构建高效、可靠的串口通信系统。

stm32f105用DMA方式实现串口收发，真正意义上的效率至上

f407串口dma 比较实用的程序

STM32F4 串口（DMA发送接收方式）代码例程 STM32F4 DMA收发 经过稳定测试 初始化后直接用

基于STM32F4平台的串口DMA双缓冲实验程序，加空闲中断不定长，加FIFO循环，结构稳定，可直接用于项目中，实测2M波特率无压力

以上程序测试时使用的STM32F103RET6，初始化了串口1、串口2、串口3、串口4、串口5，端口没有进行重映射。除串口5外，其他均使用DMA自动接收，串口空闲中断判断是否接收完成。 程序适合接收不定长串口数据

可用于STM32串口DMA通信方式，程序可以使用

利用 串口+DMA+IDLE中断+无锁队列，提高串口接收效率 接收会产生的中断有三种： - 串口空闲中断：正常接收（小于 dma 设置的 buffer_size 时） - DMA传输完成中断：刚好为 dma 设置的 buffer_size 时，不过一般也不会出现， 如果出现了的话也应该增加缓冲区大小 - DMA的半传输中断：（这里没有用到，如果内存有限制可以自行开启） 注意： - 环形队列的缓冲区要设置为 2 的幂次方的大小 - 串口中断一般可以设置为最低优先级，因为是 DMA后台自动接收的， 所以中断优先级最低并不会丢失数据 - 用户缓存 buff_read 可以随意设置，没有限制，但为了节省内存， 一般小于等于 DMA 的接收缓存 usart_buff_rx

压缩包是基于MDK5 V5.06 HAL库版本的源文件，带项目文件可以直接编译调试。 主要功能是使用STM32F030F4P6单片机通过LORA1278进行串口DMA数据收发透传。需要的下载可以参考，也欢迎技术交流。