DMA一種在嵌入式實時任務處理中常用的功能。

而UART發送數據包，使用DMA方式能大量減輕CPU處理的時間，使其CPU資源不被大量浪費，尤其在UART收發大量數據包（如高頻率收發指令）時具有明顯優勢。

Ⅰ簡述DMA

DMA:Direct Memory Access，直接內存存取/訪問。簡單來說就是內存RAM直接和其他設備（外設）進行數據交互，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溝通，而不需要依賴于 CPU 的大量中斷負載。否則，CPU 需要從來源把每一片段的數據復制到暫存器，然后把它們再次寫回到新的地方。在這個時間中，CPU 對于其他的工作來說就無法使用。

ⅡDMA優點

DMA在系統中的角色好比一個公司的員工，CPU好比是公司的老板。

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

回到UART發送數據，同樣的道理，CPU只需要簡單的操作（類似上面的“安排”），就可把一串數據包丟給DMA直接發送，最后發送完成，收到一個發送完成中斷，通知CPU發送完成即可。

說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送快遞，完成這件事情，但會耽擱老板很多時間。

同樣，如果我們使用UART自己發送，CPU就會不停仲裁發送結果，占據CPU大量資源。

在RTOS中，特別是有大量任務需要處理的時候，UART使用DMA發送就會帶來很大方便。使用裸機運行的相同，尤為突出。

ⅢUART使用DMA發送配置

本文使用STM32F4 MCU、標準外設庫為例給大家簡單講述一下配置。

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 //優先級 #define COMM_COM_BaudRate 115200 //波特率 #define COMM_COM_IRQHandler USART2_IRQHandler //中斷函數接口(見stm32f4xx_it.c)

USART配置：

/************************************************函數名稱 ： USART_COMM_Configuration功 能 ： 通信串口配置參 數 ： 無返 回 值 ： 無作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void USART_COMM_Configuration(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 時鐘配置 */ 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 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //校驗位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發功能 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 //優先級 #define COMM_TX_DMA_IRQHandler DMA1_Stream6_IRQHandler //中斷函數接口(見stm32f4xx_it.c) #define COMM_TX_DMA_IT_TCIF DMA_IT_TCIF6

DMA配置：

/************************************************函數名稱 ： USART_COMM_DMA_Configuration功 能 ： 通信串口的DMA配置參 數 ： 無返 回 值 ： 無作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void USART_COMM_DMA_Configuration(void){ DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 使能時鐘 */ 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; //外設地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)0; //內存地址(待傳入參數) DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //傳輸方向 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0; //傳輸長度(待傳入參數) DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外設遞增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //內存遞增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //數據寬度 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //循環模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //優先級 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發送UART數據包

DMA發送函數：

/************************************************函數名稱 ： COMM_SendBufByDMA功 能 ： 通信串口通過DMA發送數據參 數 ： Buf ------ 數據(地址) Length --- 數據長度(字節)返 回 值 ： 無作 者 ： strongerHuang*************************************************/ void COMM_SendBufByDMA(uint8_t *Buf, uint16_t Length){ DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, DISABLE); //關閉DMA //內存地址 DMA_MemoryTargetConfig(COMM_TX_DMA_STREAM, (uint32_t)Buf, DMA_Memory_0); DMA_SetCurrDataCounter(COMM_TX_DMA_STREAM, Length); //設置DMA傳輸長度 DMA_Cmd(COMM_TX_DMA_STREAM, ENABLE); //使能DMA }

細心的朋友會發現，這個發送函數其實很簡單，當然，這里是使用STM32F4芯片,其他芯片也差不多，原理類似。 HAL庫同樣可以完成。

關于DMA發送完成中斷，可根據實際情況，如果使用RTOS，一般發送數據是一個任務，這個任務會OS等待（檢測）發送完成信號（即DMA發送完成中斷）。