【STM32】HAL库 STM32CubeMX——DMA (串口DMA发送接收)

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实验环境

软件：
STM32CubeMX
KEIL5
mcuisp
串口通信助手
硬件：
STM32F103C8Tx
杜邦线，面包板，USB转TTL

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一、DMA的基本介绍

（1）DMA的定义

DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。

DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。

我们知道系统的运作核心是CPU，CPU无时无刻都在完成计算，控制，转存数据等大量事务，如果处理事务过多就会导致CPU运转不过来，因此有些程序就会出现卡顿；仔细想想如果将一些不重要的转移，存储数据交给其它外设来做，就可以减轻CPU负荷，让CPU转手去做其它更加复杂的事。

如何实现呢？我们只需要在两个外设之间建立一个数据通道让他们数据传输不经过CPU，就可以直接进行数据传输拷贝，如下图：

所以这样就可以引出DMA的定义了：

DMA用来提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。无须CPU的干预，通过DMA数据可以快速地移动。这就节省了CPU的资源来做其他操作。

（2）DMA传输方式

DMA没有采用传统的CPU参与数据存储方式，DMA传输主要涉及几种数据传输方式：

• 外设到内存
• 内存到外设
• 内存到内存
• 外设到外设

（3）DMA传输参数

数据传输的基本参数有：

1.传输数据的起始地址
2.传输数据的目标位置
3.传输数据的大小
4.传输数据的传输模式

用户配置好这些传输参数后就可以进行DMA传输了，此时DMA控制器将会启动数据传输，当数据传输量为0时标志着DMA数据传输结束

（4）DMA主要特征

每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求，每个通道都同样支持软件触发。这些功能通过软件来配置；

• 在同一个DMA模块上，多个请求间的优先权可以通过软件编程设置（共有四级：很高、高、中等和低），优先权设置相等时由硬件决定（请求0优先于请求1，依此类推）；
• 独立数据源和目标数据区的传输宽度（字节、半字、全字），模拟打包和拆包的过程。源和目标地址必须按数据传输宽度对齐；
• 支持循环的缓冲器管理；
• 每个通道都有3个事件标志（DMA半传输、DMA传输完成和DMA传输出错），这3个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求；
• 存储器和存储器间的传输、外设和存储器、存储器和外设之间的传输；
• 闪存、SRAM、外设的SRAM、APB1、APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标；
• 可编程的数据传输数目：最大为65535。

（5）DMA工作系统框图

通过上面的系统框图可以看到DMA与外设有一个DMA Request 通道，通过这个通道可以独立在DMA和外设之间进行数据传输

二、串口DMA通信程序设计

1.设置RCC，设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

2.设置串口

使能中断：

3.DMA设置

1.点击DMASettings 点击 Add 添加通道
2.选择USART_RX USART_TX 传输速率设置为中速
3.DMA传输模式为正常模式
4.DMA内存地址自增，每次增加一个Byte(字节)

4.时钟源设置

1.选择外部时钟HSE 8MHz
2.PLL锁相环倍频9倍
3.系统时钟来源选择为PLL
4.设置APB1分频器为 /2
5.使能CSS监视时钟

接下来就是配置项目文件了，只需要按照常规配法就行了，这里就不详细讲了

三、使用KEIL5完成简单DMA数据发送

1.打开上述创建的HAL库项目，定义数据缓存区以及数据长度宏定义

#define LENGTH 20
uint8_t message[LENGTH] = "hello windows\n";

2.在对应main函数while(1)中输入以下代码：

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)message, LENGTH);//使用DMA发送数据
HAL_Delay(1000);

3.烧录到芯片中，查看运行结果：

4.总结

对于更深入的DMA了解，我们需要查看官方STM32手册对DMA中断原理，通道，映像，模式，控制等模块进行学习，本章只介绍简单使用DMA，以及DMA简单定义；