串口通信-Hal库实现不定长度收发，DMA+USART
- DMA
- 串口
- STM32CUBEMX配置（工程创建）
- 基础配置
- 时钟配置
- 工程配置
- 代码编写
- 现象
DMA
在正式配置之前，我们先来一起简单了解一下DMA。DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种用于处理器和外设之间传输数据的技术，通过DMA，外设可以直接访问内存中的数据，而不需要处理器的干预，从而提高数据传输的效率。举个例子：我是元始天尊，我把灵珠给太乙真人，然后通过太乙真人把灵珠给殷夫人，这是常规情况的数据传输，太乙真人就是CPU，灵珠就是数据，这样做会占用太乙真人的精力（消耗CPU的资源）。然而实际上，太乙真人在这中间仅仅只是充当了一个大自然的搬运工，这样太大材小用了，像太乙真人这样的十二金仙，有捍卫人间正道，斩妖除魔的大事儿要处理，哪儿能天天当快递员呀。于是，伟大的元始天尊（也就是我），想了一个办法，我直接用法术，把灵珠传送到殷夫人肚子里面，这就是DMA了。灵珠就是数据，法术就相当于是DMA通道，这样不但太乙真人可以去干大事儿了，灵珠也能更快到达殷夫人肚子里面了，两全其美，皆大欢喜。
这张图就是我上面描述的过程，有细心的小伙伴可能发现了，我这里用的是双向箭头，因为这里的数据传输，也是双向的，殷夫人收到灵珠了，但是她不会用呀，那她也可以通过DMA通道，找我要使用说明书；太乙真人那边同理啊，太乙真人就相当于一个客服，他可以把殷夫人的问题转述给我。所以这里数据传输是双向的，因为他只是一个通道，这个通道双方都可以使用。
串口
串口可参考我之前写的，这里不过多阐述
STM32CUBEMX配置（工程创建）
基础配置
首先打开STM32CUBEMX，选择我们的芯片（我这里用的是STM32F103C8T6）
配置GPIO:
注意，原理图用到谁，配置谁，不用的不配置，因为会浪费资源。
比如，**我现在要配置PA10、PA9，你想想你是要什么功能？是串口通讯还是普通的IO口？**可以选择：
这里因为是串口通讯，因此选用USART1_RX，同理，PA9未TX。
这里只讲串口，其他的和上述一样。
来到此处USART处：
配置参数：
来到NVIC，勾选中断
添加DMA：
时钟配置
开启此处外部晶振始终才能设置下方图片的外部晶振的参数
可以参考大佬文章：时钟超详细讲解
工程配置
创建用户的.c，.h文件
代码编写
UserUsart1.c
#include "usart.h"#include "UserUsart1.h"#include "string.h"// 发送缓冲区操作
uint8_t usart1_SendBuf[USART1_BUF_SIZE+1];
uint8_t c[USART1_BUF_SIZE+1]; // 发送缓存区
uint16_t usart1_SendLen= 0; // 发送数据长度
// 接收缓冲区操作
uint8_t usart1_RecvBuf[USART1_BUF_SIZE+1]; // 接收数据环形缓冲区
uint16_t usart1_RecvLen=0; // 环形缓冲区的当前放入位置
uint8_t usart1_recvFrame = 0; // 1 接收一个完整数据包. 0:NOvoid Usart1_init(void)
{usart1_RecvLen=0; // 清除标志usart1_recvFrame=0;memset(usart1_RecvBuf,0,USART1_BUF_SIZE); usart1_RecvLen = 0;memset(usart1_SendBuf,0,USART1_BUF_SIZE);
}// 通过DMA方式，直接发送数据，注意发送数据不能够超过缓冲区长度
// 注意数据不要溢出
uint8_t Usart1_SendData(uint8_t *buf, uint16_t Size)
{if(__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmatx) == 0 ) // 检查上次数据是否发送完成 {if(Size>USART1_BUF_SIZE)Size = USART1_BUF_SIZE;for(int i=0; i<Size; i++)usart1_SendBuf[i] = buf[i]; // 发送缓存区usart1_SendLen= Size; // 发送数据长度HAL_UART_DMAStop(&huart1); // 关闭DMAHAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,usart1_SendBuf,usart1_SendLen); // 启动DMA发送 return 1;}elsereturn 0;
}// 发送完成中断，打开接收
void USART1_EndTxd_IRQHandler(void)
{usart1_SendLen = 0; // 发送完成
}// 启动新的串口读取
void Usart1_ReadData(void)
{HAL_UART_AbortReceive_IT(&huart1); // 初始化接收缓冲区usart1_RecvLen=0; // 清除标志usart1_recvFrame=0;memset(usart1_RecvBuf,0,USART1_BUF_SIZE); // BUFFER清除, 可以不用HAL_UART_Receive_IT(&huart1,usart1_RecvBuf,1); // 打开中断，接收第一个数据
}// 数据包第一个字节，串口中断接收
void USART1_RXD_IRQHandler(void)
{HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, usart1_RecvBuf+1, USART1_BUF_SIZE-1); //打开DMA接收,数据放在g_USART1_DMA_RX_Buffer__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1); //清除标志位__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); //使能IDLE中断
}// 串口DMA空闲中断接收
void USART1_IDLE_IRQHandler(void)
{uint32_t temp;if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET) //获取IDLE标志位,检查idle标志是否被置位{__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1); //清除标志位HAL_UART_DMAStop(&huart1); temp = USART1_BUF_SIZE - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmarx);if(usart1_recvFrame==0 && temp>0 && temp<USART1_BUF_SIZE) {usart1_RecvLen = temp+1; //总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个数usart1_recvFrame = 1; // 接受完成标志位置1}}
}//执行命令函数
void user_uart_process(void)
{if(usart1_recvFrame==1) // UART7 接收到数据，进行数据解析，解析完成后，将数据通过Can1发送出去{if(usart1_RecvLen>0){//此处可处理Usart1_RexBuff的数据，比如提取，数据处理等操作// HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_12,0);// HAL_Delay(500);//HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_12,1);}usart1_recvFrame =0;Usart1_ReadData();//再次开启中断，方便下次接收}
}/*******************************************************************************
此回调函数中，每次接收到的字节 xxx_Rxd_Buf[2]
因为在调用 HAL_UART_IRQHandler(&huart5);时，调用了 UART_Receive_IT（），其中
执行了 __HAL_UART_DISABLE_IT(huart, UART_IT_RXNE)，所以接收中断必须在回调函
数中重新开启，最简单的就是重复调用 HAL_UART_Receive_IT(&huart,dbg_Rxd_Buf,1)了
*******************************************************************************/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
{if(UartHandle->Instance == USART1)USART1_RXD_IRQHandler(); }// UART发送完成中断调用。 UART_DMATransmitCplt 和 UART_EndTransmit_IT 调用
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
{if(UartHandle->Instance == USART1)USART1_EndTxd_IRQHandler();
}// 注意：注意：注意：UART空闲中断，用户自定义的，要写进it.h里
void HAL_UART_IdleCallback(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
{if(UartHandle->Instance == USART1)USART1_IDLE_IRQHandler();
}UserUsart1.h
#ifndef __USER_UART7_H__
#define __USER_UART7_H__/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "usart.h" //系统生成的，引入进来#define UART7_BUF_SIZE 256 // DMA缓冲区长度// 发送缓冲区操作
extern uint8_t uart7_SendBuf[UART7_BUF_SIZE+1]; // 发送缓存区
extern uint16_t uart7_SendLen; // 发送数据长度
// 接收缓冲区操作
extern uint8_t uart7_RecvBuf[UART7_BUF_SIZE+1]; // 接收数据环形缓冲区
extern uint16_t uart7_RecvLen; // 环形缓冲区的当前放入位置
extern uint8_t uart7_recvFrame; // 1 接收一个完整数据包. 0:NOextern void Uart7_init(void);// 通过DMA方式，直接发送数据，注意发送数据不能够超过缓冲区长度
extern uint8_t Uart7_SendData(uint8_t *buf, uint16_t Size);
// 发送完成中断，打开接收
extern void UART7_EndTxd_IRQHandler(void);// 启动新的串口读取
extern void Uart7_ReadData(void);
// 从串口收到数据，存入缓存
extern void UART7_RXD_IRQHandler(void);
extern void UART7_IDLE_IRQHandler(void);#endif // __USER_UART_H__
stm32f1xx_it.h 的空闲中断一定要加进来，可在UserUsart1.c的代码找到该空闲中断函数
main.c
其中main.c里面一定要注意，要先开启一次接收中断，否则收不到数据。 对于我的main函数而言，Usart1_ReadData();函数就是开启一次中断的。
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file : main.c* @brief : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "dma.h"
#include "i2c.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "UserUsart1.h"
#include <stdint.h>
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD *//* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */uint8_t a[]={0x01,0x02,0x03};
/* USER CODE END 0 *//*** @brief The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_I2C1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */Usart1_init();/* 启动接收中断很重要，先开启一次中断，一定一定一定，不然收不到数据 */Usart1_ReadData();/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *///Usart1_SendData(a,3);user_uart_process();}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();
// while (1)
// {
// }/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef USE_FULL_ASSERT
/*** @brief Reports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* @param file: pointer to the source file name* @param line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */现象
单片机收：
单片机发：
