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STM32中断与DMA通信编程

2021-11-06 23:30:52 作者：互联网

一、实验原理

中断全过程分为中断发生→中断处理→中断返回。

中断发生：当CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B，请求CPU迅速去处理。
中断处理：当CPU收到请求后，暂停当前的工作，装去处理事件B。
中断返回：当CPU将事件B处理完毕后，再回到事件A中去被暂停的地方继续处理事件A。

中断可以解决快速的CPU与慢速的外部设备之间传送数据的矛盾，可以分时为多个外部设备服务，提高计算机利用率；能够及时处理应用系统的随机事件，增强系统的实时性。

DMA的作用就是实现数据的直接传输，而去掉了传统数据传输需要CPU寄存器参与的环节，主要涉及四种情况的数据传输，但本质上是一样的，都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域（外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元）。四种情况的数据传输如下：

外设到内存
内存到外设
内存到内存
外设到外设

普通模式
传输结束后（即要传输数据的数量达到零），将不再产生DMA操作。若
开始新的DMA传输，需在关闭DMA通道情况下，重新启动DMA传输。
循环模式
可用于处理环形缓冲区和连续数据流（例如ADC扫描模式）。当激活循
环模式后，每轮传输结束时，要传输的数据数量将自动用设置的初始值
进行加载，并继续响应DMA请求。

二、中断控制LED亮灭

1. 工程创建

CubeMX新建工程，选好芯片后，将PA1设置为output，PB1设置为GPIO_EXTI1

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中断使能

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将GPIO mode设置为下降沿

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RCC设置如下

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在Code Generator下勾选

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然后生成代码即可，打开工程

2. 代码实现

思路：PB1接开关，PA1接LED灯，刚开始LED常亮，当按下开关时，LED灭，将PA1的状态翻转过来。

我们在stm32f1xx_hal_gpio.c中可以查看系统默认的回调函数

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weak属性的函数表示：如果该函数没有在其他文件中定义，则使用该函数：如果用户在其他地方定义了该函数，则使用用户定义的函数。

我们在mian函数中重新编写回调函数

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_1)	//判断外部中断源
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1)//翻转PA1状态
	}}

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3. 实验效果

将程序烧录进芯片
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三、串口通信（中断)

1. 工程创建

新建工程，选择芯片后在Connectivity下找到USART1，Mode选择Asynchronous，然后勾选下面的使能

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Parameter Settings中设置通信参数，即波特率115200，8位数据位，无奇偶校验，1位停止位，使能接收和发送，16倍过采样。

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其他设置相同

2. 程序编写

思路：①发送数据：在主函数中0.5s进行一次发送hello windows，使用HAL_UART_Transmit_IT函数将接受到的字符原样发回，发送成功产生回调；②接受数据:接收数据后产生回调HAL_UART_RxCpltCallback，接收成功一次就将数据上发一次，然后重新开始接受数据。
定义结构体

//定义测试串口中断函数收发的结构体类型
typedef struct{
	UART_HandleTypeDef	*huart1;
	uint8_t							rx_buf[20];//接收缓冲区
	uint32_t						tx_count;//发送成功次数技术标志位
	uint32_t						rx_flag;//接收完成标志位
}rxtx_it_usart_t;
//声明一个结构体并进行初始化
rxtx_it_usart_t	rxtx_it_usart={
	.huart1=&huart1,
	};

串口中断回调函数

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(rxtx_it_usart.huart1==huart)
	{
		rxtx_it_usart.tx_count++;
	}
}//发送回调
void  HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(rxtx_it_usart.huart1==huart)
	{
		rxtx_it_usart .rx_flag=1;
	}
}//接受回调

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在主函数中添加以下代码

		if((HAL_GetTick()-start_count)>500)//0.5秒发送一次
		{
			start_count=HAL_GetTick();
			HAL_UART_Transmit_IT(rxtx_it_usart.huart1,send_data,sizeof(send_data)-1);
		}
		if(rxtx_it_usart.rx_flag==1)//接收成功一次就将数据上发一次
		{
				rxtx_it_usart.rx_flag=0;//清除标志位
			printf("%s\r\n",rxtx_it_usart.rx_buf);//回显接收到的数据
			HAL_UART_Receive_IT(rxtx_it_usart.huart1,rxtx_it_usart.rx_buf,20);//使能接收中断
  }

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3. 实验效果

串口调试助手

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四、DMA方式

1. 工程创建

在USART1下首先将Mode设置为Asynchronous，然后点击两次Add，将串口接收和发送的DMA数据流都添加进去。

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DMA数据流的中断使能由CubeMX自动勾选，我们需要勾选使能串口1的中断，中断优先级使用默认值

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添加MEMTOMEM

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设置时钟

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之后生成代码即可

2. 程序编写

打开工程文件，在main.c中添加以下代码

首先设置发送数据"hello world!"

uint8_t send_data[]=" hello world!\r\n";  //定义发送数据

然后

  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)send_data, sizeof(send_data));

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3. 实验效果

仿真结果

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串口助手

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五、总结

本次实验其实还不是很难，所以没有设计复杂的函数。通过对stm32中文手册和库函数手册的学习，或通过网络资源学习，都能很好的学会。DMA传输过程不占用CPU资源，可以边传输边运行其他任务，更加高效。

六、参考文献

STM32CubeMX之串口使用（中断方式）

标签：DMA,HAL,rxtx,usart,中断,编程,STM32,UART
来源： https://blog.csdn.net/weixin_57770487/article/details/121186175