STM32F1系列串口DMA发送与接收。 高效率接收，采用DMA和串口空闲中断来处理不定长数据。 核心部分纯寄存器操作，效率高，舍弃了HAL库中断处理的繁琐操作。 单独的C文件和H文件，方便移植可以代写程序

在STM32F1系列的开发中，串口通信是非常常见的需求。而实现高效的串口DMA发送与接收，能够极大提升系统性能。本文将重点介绍如何采用DMA和串口空闲中断来实现不定长数据的高效率接收，并且核心部分使用纯寄存器操作，摒弃HAL库中断处理的繁琐，同时以单独的C文件和H文件形式呈现，方便移植。

一、整体思路

对于不定长数据接收，传统方式在处理连续且长度不固定的数据时，效率较低。而利用DMA（直接内存访问）和串口空闲中断相结合的方式，可以让CPU从频繁的数据读取和处理中解放出来，提高整体系统的运行效率。

DMA负责将数据从串口数据寄存器搬运到指定内存区域，而串口空闲中断则用于通知CPU数据接收完毕，从而进行后续处理。

二、寄存器操作实现

1. 串口初始化

void USART_Init(void) {
    // 使能GPIOA和USART1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // 配置PA9（TX）为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置PA10（RX）为浮空输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    // 配置串口参数
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 使能串口
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

这里首先使能了GPIOA和USART1的时钟，接着配置了TX引脚为复用推挽输出，RX引脚为浮空输入。然后设置串口的波特率、数据位、停止位、校验位等参数，并最终使能串口。

2. DMA初始化

void DMA_Init(void) {
    // 使能DMA1时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    // 配置DMA通道1，用于USART1接收
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)RxBuffer;
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = RX_BUFFER_SIZE;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

    // 使能DMA通道1
    DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
}

在DMA初始化中，使能了DMA1时钟，配置了DMA通道1用于USART1接收。设置了外设地址为USART1的数据寄存器地址，内存地址为接收缓冲区地址。采用循环模式，这样在缓冲区满后会自动覆盖旧数据，方便持续接收。

3. 串口空闲中断配置

void NVIC_Init(void) {
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    // 配置串口1中断优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 使能串口空闲中断
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
}

这里配置了串口1的中断优先级，并使能了串口空闲中断。当串口接收完一帧数据进入空闲状态时，就会触发该中断。

4. 中断处理函数

void USART1_IRQHandler(void) {
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE)!= RESET) {
        // 清除空闲中断标志
        __IO uint32_t tmp = USART1->SR;
        tmp = USART1->DR;

        // 获取DMA已传输的数据量
        u16 RxLength = RX_BUFFER_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel5);
        // 处理接收到的数据
        // 这里可以添加用户自己的处理逻辑，例如数据解析等
        // ......
        // 重新设置DMA缓冲区大小
        DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5, RX_BUFFER_SIZE);
    }
}

在中断处理函数中，首先判断是否是串口空闲中断。如果是，则清除中断标志，通过DMA获取已传输的数据量，用户可以在这之后添加自己的数据处理逻辑，最后重新设置DMA缓冲区大小，以便下一次接收。

三、文件结构与移植

将上述代码分别整理到.c和.h文件中，例如usartdma.c和usartdma.h。在usart_dma.h中可以定义一些宏，如缓冲区大小等。这样的文件结构在不同项目移植时，只需要将这两个文件复制到新工程中，并根据实际情况修改一些参数，即可快速实现串口DMA的发送与接收功能。

通过以上基于寄存器操作的方式，实现了STM32F1系列串口DMA发送与接收的高效处理，希望对大家在相关项目开发中有所帮助。