DMA一種在嵌入式實(shí)時(shí)任務(wù)處理中常用的功能。

而UART發(fā)送數(shù)據(jù)包，使用DMA方式能大量減輕CPU處理的時(shí)間，使其CPU資源不被大量浪費(fèi)，尤其在UART收發(fā)大量數(shù)據(jù)包（如高頻率收發(fā)指令）時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

Ⅰ簡(jiǎn)述DMA

DMA:Direct Memory Access，直接內(nèi)存存取/訪問(wèn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是內(nèi)存RAM直接和其他設(shè)備（外設(shè)）進(jìn)行數(shù)據(jù)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(lái)溝通，而不需要依賴于 CPU 的大量中斷負(fù)載。否則，CPU 需要從來(lái)源把每一片段的數(shù)據(jù)復(fù)制到暫存器，然后把它們?cè)俅螌懟氐叫碌牡胤?。在這個(gè)時(shí)間中，CPU 對(duì)于其他的工作來(lái)說(shuō)就無(wú)法使用。

ⅡDMA優(yōu)點(diǎn)

DMA在系統(tǒng)中的角色好比一個(gè)公司的員工，CPU好比是公司的老板。

老板想要寄送一個(gè)快遞到北京，只需要一個(gè)口令安排員工即可，具體填寫快遞單號(hào)、物流、派送等一系列工作老板不用關(guān)心。最后快遞被對(duì)方收到，通知一聲老板即可。

回到UART發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣的道理，CPU只需要簡(jiǎn)單的操作（類似上面的“安排”），就可把一串?dāng)?shù)據(jù)包丟給DMA直接發(fā)送，最后發(fā)送完成，收到一個(gè)發(fā)送完成中斷，通知CPU發(fā)送完成即可。

說(shuō)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(jī)送快遞，完成這件事情，但會(huì)耽擱老板很多時(shí)間。

同樣，如果我們使用UART自己發(fā)送，CPU就會(huì)不停仲裁發(fā)送結(jié)果，占據(jù)CPU大量資源。

在RTOS中，特別是有大量任務(wù)需要處理的時(shí)候，UART使用DMA發(fā)送就會(huì)帶來(lái)很大方便。使用裸機(jī)運(yùn)行的相同，尤為突出。

ⅢUART使用DMA發(fā)送配置

本文使用STM32F4 MCU、標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)為例給大家簡(jiǎn)單講述一下配置。

1.USART配置

USART（COM）宏定義：

/* 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(jí) #define COMM_COM_BaudRate 115200 //波特率 #define COMM_COM_IRQHandler USART2_IRQHandler //中斷函數(shù)接口(見stm32f4xx_it.c)

USART配置：

/************************************************函數(shù)名稱 ： USART_COMM_Configuration功 能 ： 通信串口配置參 數(shù) ： 無(wú)返 回 值 ： 無(wú)作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void USART_COMM_Configuration(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 時(shí)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(fù)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(fù)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(shù) USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //校驗(yàn)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(jí) #define COMM_TX_DMA_IRQHandler DMA1_Stream6_IRQHandler //中斷函數(shù)接口(見stm32f4xx_it.c) #define COMM_TX_DMA_IT_TCIF DMA_IT_TCIF6

DMA配置：

/************************************************函數(shù)名稱 ： USART_COMM_DMA_Configuration功 能 ： 通信串口的DMA配置參 數(shù) ： 無(wú)返 回 值 ： 無(wú)作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void USART_COMM_DMA_Configuration(void){ DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 使能時(shí)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(shè)地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)0; //內(nèi)存地址(待傳入?yún)?shù)) DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //傳輸方向 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0; //傳輸長(zhǎng)度(待傳入?yún)?shù)) DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設(shè)遞增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內(nèi)存遞增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數(shù)據(jù)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(jí) 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 } ⅣDMA發(fā)送UART數(shù)據(jù)包

DMA發(fā)送函數(shù)：

/************************************************函數(shù)名稱 ： COMM_SendBufByDMA功 能 ： 通信串口通過(guò)DMA發(fā)送數(shù)據(jù)參 數(shù) ： Buf ------ 數(shù)據(jù)(地址) Length --- 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(字節(jié))返 回 值 ： 無(wú)作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void COMM_SendBufByDMA(uint8_t *Buf, uint16_t Length){ DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, DISABLE); //關(guān)閉DMA //內(nèi)存地址 DMA_MemoryTargetConfig(COMM_TX_DMA_STREAM, (uint32_t)Buf, DMA_Memory_0); DMA_SetCurrDataCounter(COMM_TX_DMA_STREAM, Length); //設(shè)置DMA傳輸長(zhǎng)度 DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, ENABLE); //使能DMA }

細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)發(fā)送函數(shù)其實(shí)很簡(jiǎn)單，當(dāng)然，這里是使用STM32F4芯片,其他芯片也差不多，原理類似。 HAL庫(kù)同樣可以完成。

關(guān)于DMA發(fā)送完成中斷，可根據(jù)實(shí)際情況，如果使用RTOS，一般發(fā)送數(shù)據(jù)是一個(gè)任務(wù)，這個(gè)任務(wù)會(huì)OS等待（檢測(cè)）發(fā)送完成信號(hào)（即DMA發(fā)送完成中斷）。