STM32F0单片机快速入门八: Coolie DMA

1. 苦力 DMA

世上本没有路，走的人多了，便成了路。世上本没有 DMA，需要搬运的数据多了，便有了 DMA。

大多数同学应该没有在项目中用过这个东西，因为一般情况下也真不需要这个东西。在早期的单片机中也不存在DMA模块。再加上很多谈 DMA 的文章，一上来就先来一个总线架构图，然后来一大堆让人生畏的词儿：共享总线，仲裁器，指针增量，对齐，中断 ... 好吧，每一个词都能吓跑一批胆小的。

真的需要这么复杂吗？就好比我们学开车一样，能不能先别去尝试弄懂发动机的原理，直接挂档踩油门走起来呢？

DMA是很简单的一个模块，首先他的功能单一，就是把数据从一个地方搬运到另一个地方，再一个它的用法也很简单，我们还是先从一个例子说起：

我们用 Keil 打开下面这个工程：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\DMA\DMA_FLASHToRAM\MDK-ARM\Project.uvprojx

 

如图，有一些存储在 Flash 的数据需要搬运到 RAM 区的一个数组。通常我们可以用如下的代码实现：

for(i=0;i

  aDST_Buffer[i] = aSRC_Const_Buffer[i];

上面这个操作是 CPU 亲自完成的，首先把数据装进自己的寄存器，再把寄存器中的数据存放到目的地址。在例中所示这种数据比较少的情况下，这种搬运工作可以说瞬间就完成了。但如果数据量比较大，比如说要往显示屏刷新显示数据，就要占用 CPU 大量的时间了。这时候 CPU 就可以叫来 DMA 来干这件苦差事。DMA 就是芯片中的苦力集中营。

跟苦力需要交代清楚的最基本的事情就是：从哪儿搬到哪儿，货物有多少，搬一次还是有货物源源不断的到来，需要循环不断的搬。

让我们看一下代码，主程序非常简单，调用 DMA_Config(); 进行了一下配置后就自己该干嘛干嘛去了。

2. 代码

像串口工程代码声明了串口类型的 Handle一样，这里声明了一个 DMA 类型的 Handle 来负责 DMA 模块的处理。

DMA_HandleTypeDef     DmaHandle;

需要注意的地方：

__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

使能模块时钟，使能模块时钟，使能模块时钟！重要的事情要说3遍。在使用任何一个模块之前首先要使能该模块的时钟，这是经常被忘记的一件事儿。这个功能在老型号单片机里是没有的。在不使用某模块时，彻底关断其时钟可以达到最大节省功耗的目的。

初始化参数(DmaHandle.Init.)：

Direction  从外设到内存，从内存到内存，还是从内存到外设？

PeriphInc  每传完一个数后外设地址是否自增1

MemInc  每传完一个数后内存地址是否自增1

PeriphDataAlignment  外设地址对齐方式，Byte,Halfword or Word

MemDataAlignment  内存地址对齐方式，Byte,Halfword or Word

Mode  单次，还是循环模式

Priority  优先级

初始化参数(DmaHandle.Instance):

DMA模块中有多个通道，此参数指明使用哪一个通道。

这个代码调用 HAL_DMA_Start_IT 这个函数启动了 DMA 传输，当数据搬运完后会产生一个完成中断，并调用回调函数 TransferComplete。在HAL层驱动中，已经完成了 DMA 中断所要做的基本处理，比如根据中断类型清除相应中断标志等。在回调函数中用户可以什么都不做，也可以根据需要添加代码，比如此例中用点亮 LED 灯的方式来标志传输完成。

3.串口如何使用 DMA 传输

前面的例子是用软件的方式触发 DMA 传输，在应用中经常会用到由某个事件触发的情况。比如通过串口发送，接收中断来触发 DMA 传输。

我们打开下面这个例子：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\UART\UART_TwoBoards_ComDMA\MDK-ARM\ Project.uvprojx

在串口初始化的回调函数 HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)中：

a 声明了两个 DMA 类型的 Handle: hdmatx 和 hdmarx

b 初始化这两个 Handle

c 把这两个 Handle 和串口的 UartHandle 连接起来

__HAL_LINKDMA(huart, hdmatx, hdma_tx);

__HAL_LINKDMA(huart, hdmarx, hdma_rx);

 

在串口及其关联 DMA 通道初始化完成后，既可以启动DMA方式的接收和发送。从下图中可以看到接收 HAL_UART_Receive_DMA 的调用过程，发送调用过程类似：

 

 

 

下图是UART中断，和DMA中断的触发调用过程。USART1模块产生错误时仍然进USART1的中断向量，DMA模块传输完成或传输过程中产生错误时进 DMA 中断向量。

如果没有迫切的需要，DMA 模块了解一下就行了。没有必要在细节上过多纠缠，即使现在搞懂了，过两三个月估计也忘了。建议在真正用到大量数据传输时再仔细研究和优化相关代码。

参考资料：

PM0215  STM32F0xxx Cortex-M0 programming manual

UM1785 Description of STM32F0 HAL and low-layer drivers

STM32F030 Datasheet

STM32F030 Reference Manual