STM32搬运工之DMA
目录
DMA的介绍
1.什么使DMA？
2.DMA的意义
3.搬运什么数据？
4.DMA控制器
5.DMA及通道的优先级
6.DMA传输方式
接下来就看三个实验来理解DMA
实验一、内存到内存的搬运
用到的库函数
代码实现
效果展示
实验二、内存到外设搬运
用到的库函数
代码实现
效果展示
实验三、外设到内存搬运（这里库函数会有点多，就会让你感觉有点难）
用到的库函数
代码实现
效果展示
DMA的介绍
1.什么使DMA？
官方的描述：
DMA(Direct Memory Access ，直接存储器访问 ) 提供在 外设与内存 、 存储器和存储器 、 外设与外设 之 间的高速数据传输使用。它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不 需要依赖于CPU ，在这个时间中， CPU对于内存的工作来说就无法使用。
简单的理解就是一个数据的搬运工！！！
2.DMA的意义
代替CPU搬运数据，为CPU减少负担
- 数据搬运的工作比较耗时间
- 数据搬运的工作时效要求高（有数据来就要搬走）
- 没什么技术含量（CPU节约出来的时间可以用来处理更重要的事）
3.搬运什么数据？
存储器、外设
这里的外设指的是spi、usart、adc等基于APB1、APB2或AHB时钟的外设，而这里的存储器包括自身的闪存（flash）或者内存（SRAM）以及外设的存储设备都可以作为访问源或者目的。
三种搬运方式：
- 存储器-->存储器（例如：复制某特别大的数据buf）
- 存储器-->外设（例如：将某数据buf写入串口TDR寄存器）
- 外设-->存储器（例如：将串口RDR寄存器写入某数据buf）
存储器-->存储器
存储器-->外设
外设-->存储器
4.DMA控制器
5.DMA及通道的优先级
优先级管理采用软件+硬件
- 软件：每个通道的优先级可以在DMA_CCRx寄存器中设置，有四个等级：最高级>高级>中级>低级
- 硬件：如果有两个请求，它们的软件优先级相同，则较低编号的通道比较高通道有有较高优先权。比如：如果软件优先级相同，通道2优先于通道4
6.DMA传输方式
DMA_MODE_Normal（正常模式）
- 一次DMA数据传输完后，停止DMA传送，也就是只传输一次
DMA_MODE_Circular（循环传输模式）
- 当传输结束时，硬件会自动将传输数据量寄存器进行重装，进行下一轮的数据传输。也就是多次传输模式
指针递增模式
外设和存储器指针在每次传输后可以自动向后递增或保持常量。当设置为增量模式时，下一个要传输的地址将是前一个地址加上增量值。
接下来就看三个实验来理解DMA
实验一、内存到内存的搬运
实验要求：使用DMA的方式将数组A的内容复制到数组B中，搬运完之后将数组B的内容通过串口打印到屏幕。并且在搬运途中我们使led灯一直闪烁表示CPU也同时在运行。
CubeMX配置：这里我们只看DMA的配置，其他的都和之前差不多
用到的库函数
1.HAL_DMA_Start 启动DMA传输
函数原型HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start ( DMA_HandleTypeDef * hdma , uint32_t SrcAddress ,uint32_t DstAddress , uint32_t DataLength )参数一： DMA_HandleTypeDef *hdma ， DMA 通道句柄参数二： uint32_t SrcAddress ，源内存地址参数三： uint32_t DstAddress ，目标内存地址参数四： uint32_t DataLength ，传输数据长度。注意： 需要乘以 sizeof(uint32_t)，这里使传输的字符长度返回值： HAL_StatusTypeDef ， HAL 状态（ OK ， busy ， ERROR ， TIMEOUT ）
2. __HAL_DMA_GET_FLAG 获取DMA通道挂起标志
函数原型
#define __HAL_DMA_GET_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) (DMA1->ISR & (__FLAG__))参数一： HANDLE ， DMA 通道句柄参数二： FLAG ，数据传输标志。 DMA_FLAG_TCx 表示数据传输完成标志返回值： FLAG 的值（ SET/RESET ）
代码实现
//数组长度
#define SIZE_LEN 16
int i ;
uint32_t original_data[SIZE_LEN] = {
0x00000000,0x11111111,0x22222222,0x33333333,
0x44444444,0x55555555,0x66666666,0x77777777,
0x88888888,0x99999999,0xAAAAAAAA,0xBBBBBBBB,
0xcccccccc,0xdddddddd,0xeeeeeeee,0xffffffff
};
//目的数组
uint32_t GOAL_DATA[SIZE_LEN];
//printf的重构
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
//main函数里mian
//开始传输
HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma1_channel1,(uint32_t)original_data,(uint32_t)GOAL_DATA,sizeof(uint32_t)*SIZE_LEN);
//等待数据传输完成
while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma1_channel1, DMA_FLAG_TC1));
for(i = 0; i效果展示
实验二、内存到外设搬运
实验要求：使用DMA的方式将内存数据搬运到串口1发送寄存器，同时闪烁led1
CubeMX配置
这里也是只展示DMA的配置
用到的库函数
HAL_UART_Transmit_DMA 以DMA模式发送一定数量的数据。
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA ( UART_HandleTypeDef * huart , uint8_t * pData , uint16_t Size )参数一： UART_HandleTypeDef *huart ，串口句柄参数二： uint8_t *pData ，待发送数据首地址参数三： uint16_t Size ，待发送数据长度返回值： HAL_StatusTypeDef ， HAL 状态（ OK ， busy ， ERROR ， TIMEOUT ）
代码实现
//待发送数据的长度
#define DATA_SIZE 1000
//待发送的数据
char SRCDATA[DATA_SIZE];
//main函数里面
//将数组里的数据都写成A
memset(SRCDATA,'A',DATA_SIZE);
//向串口搬运数据
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t*)SRCDATA,strlen(SRCDATA));
while (1)
{
//对led灯状态的翻转
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
HAL_Delay(50);
}效果展示
注意：我这里是把模式设置为循环传输了，他就会一直往串口里发送数据，如果设置为正常模式，数据就只会传输一次
实验三、外设到内存搬运（这里库函数会有点多，就会让你感觉有点难）
实验要求：使用DMA的方式将串口接收缓存寄存器的数据搬运到内存中，同时让led1和led2交替闪烁
CubeMX配置：这里也只展示DMA的配置，唯一需要注意的一点就是串口需要打开中断
这里我们把接收到的数据再通过串口DMA搬运到外设中通过串口助手显示出来
注意前方高能
用到的库函数
1. __HAL_UART_ENABLE_IT(__HANDLE__, __INTERRUPT__) 启用指定的UART中断
这里是：使能IDLE空闲中断
参数一： HANDLE ，串口句柄参数二： INTERRUPT ，需要使能的中断返回值：无
2.HAL_UART_Receive_DMA (UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
函数作用：在DMA模式下接收一定量的数据。
参数一： UART_HandleTypeDef *huart ，串口句柄参数二： uint8_t *pData ，接收缓存首地址参数三： uint16_t Size ，接收缓存长度返回值： HAL_StatusTypeDef ， HAL 状态（ OK ， busy ， ERROR ， TIMEOUT ）
参数一： HANDLE ，串口句柄参数二： FLAG ，需要查看的 FLAG返回值： FLAG 的值
4.__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(__HANDLE__) ; 清除UART IDLE挂起标志。
参数一： HANDLE ，串口句柄返回值：无
参数一： UART_HandleTypeDef *huart ，串口句柄返回值： HAL_StatusTypeDef ， HAL 状态（ OK ， busy ， ERROR ， TIMEOUT ）
参数一： HANDLE ，串口句柄返回值：未传输数据大小
代码实现
- 串口空闲时，触发空闲中断；（简而言之就是当数据传输完成时，串口就会处于空闲状态）
- 空闲中断标志位有硬件置1，软件清零
- 使用__HAL_DMA_GET_COUNTER函数，获取剩余的空间大小，使用总的减去剩余的就是我们接收到的数据长度
操作流程
利用串口空闲中断，可以用如下流程实现 DMA 控制的任意长数据接收：1. 使能 IDLE 空闲中断；2. 使能 DMA 接收中断；3. 收到串口接收中断， DMA 不断传输数据到缓冲区；4. 一帧数据接收完毕，串口暂时空闲，触发串口空闲中断；5. 在中断服务函数中，清除中断标志位，关闭 DMA 传输（防止干扰）；6. 计算刚才收到了多少个字节的数据。7. 处理缓冲区数据，开启 DMA 传输，开始下一帧接收。
//接收数据的数组
uint8_t ReceiveData[DATA_SIZE]= {0};
//接收数据的长度
uint32_t LONGTH = 0;
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); // 使能IDLE空闲中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,ReceiveData,DATA_SIZE);//使能串口接收的DMA
while (1)
{
//对led的操作
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9);
HAL_Delay(50);
}2、main.h
宏定义为什么定义在这里有不理解的可以看看这篇文章：宏定义是写在.h文件里还是.c文件里
//定义接收数组的长度
#define DATA_SIZE 1003.stm32f1xx_it.c
//在USART1全局中断处理函数中处理数据
void USART1_IRQHandler(void)
{
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) == SET){//查看串口状态是否空闲
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除中断标志位
HAL_UART_DMAStop(&huart1);//停止DMA的传输
//计算接收数据的长度
uint32_t count = DATA_SIZE-__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);
//处理数据在通过串口把数据传输到电脑
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,ReceiveData,count);
//重新开启DMA数据传输
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,ReceiveData,DATA_SIZE);
}
}
效果展示
