DMA功能与框架
DMA简介
DMA(Direct Memory Access)—直接存储器存取 主要功能是可以把数据从一个地方搬到一个地方，不占用CPU
- 12个独立的可配置的通道(请求)：DMA1有7个通道，DMA2有5个通道
- 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
搬运方式：
- Memory → Memory （ Memory 可以为SRAM）
- 外设→ Memory （ADC）
- Memory →外设（串口）
DMA1:7个通道 可以实现上面三种方式
DMA2:5个通道 可以用上面三种方式
DMA功能框图
1.DMA请求
- 在发生一个事件后，外设向DMA控制器发送一个请求信号。
2.通道
- 每个通道都可以在有固定地址的外设寄存器和存储器地址之间执行DMA传输。DMA传输的数据
量是可编程的，最大达到65535。包含要传输的数据项数量的寄存器，在每次传输后递减。
3.仲裁器
多个DMA请求处理方式 通过仲裁器
-
软件阶段：DMA寄存器——CCRX:PL[1:0]
通道优先级 (Channel priority level)
这些位由软件设置和清除。
00：低
01：中
10：高
11：最高 -
硬件阶段：通道编号小的优先级大 DMA1的优先级高于DMA2
DMA相关库函数配置
结构体配置
typedef struct
{
uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr; /*!< Specifies the peripheral base address for DMAy Channelx. */
uint32_t DMA_MemoryBaseAddr; /*!< Specifies the memory base address for DMAy Channelx. */
uint32_t DMA_DIR; /*!< Specifies if the peripheral is the source or destination.
This parameter can be a value of @ref DMA_data_transfer_direction */
uint32_t DMA_BufferSize; /*!< Specifies the buffer size, in data unit, of the specified Channel.
The data unit is equal to the configuration set in DMA_PeripheralDataSize
or DMA_MemoryDataSize members depending in the transfer direction. */
uint32_t DMA_PeripheralInc; /*!< Specifies whether the Peripheral address register is incremented or not.
This parameter can be a value of @ref DMA_peripheral_incremented_mode */
uint32_t DMA_MemoryInc; /*!< Specifies whether the memory address register is incremented or not.
This parameter can be a value of @ref DMA_memory_incremented_mode */
uint32_t DMA_PeripheralDataSize; /*!< Specifies the Peripheral data width.
This parameter can be a value of @ref DMA_peripheral_data_size */
uint32_t DMA_MemoryDataSize; /*!< Specifies the Memory data width.
This parameter can be a value of @ref DMA_memory_data_size */
uint32_t DMA_Mode; /*!< Specifies the operation mode of the DMAy Channelx.
This parameter can be a value of @ref DMA_circular_normal_mode.
@note: The circular buffer mode cannot be used if the memory-to-memory
data transfer is configured on the selected Channel */
uint32_t DMA_Priority; /*!< Specifies the software priority for the DMAy Channelx.
This parameter can be a value of @ref DMA_priority_level */
uint32_t DMA_M2M; /*!< Specifies if the DMAy Channelx will be used in memory-to-memory transfer.
This parameter can be a value of @ref DMA_memory_to_memory */
}DMA_InitTypeDef;
- DMA_PeripheralBaseAdd：外设地址→DMA_CPAR
- DMA_MemoryBaseAddr：存储器地址→DMA_CMAR
- DMA_DIR; 传输方向→DMA_CCR:DIR
- DMA_BufferSize: 传输数目 → DMA_CNDTR
- DMA_PeripheralInc: 外设地址是否递增 →DMA_CCRx:PINC
- DMA_MemoryInc ：存储器地址增量模式 → DMA_CCRx：MINC
- DMA_MemoryDataSize： 外设数据宽度 → DMA——CCRx：PSIZE
- DMA_MemoryDataSize：存储器数据宽度→DMA_CCRx:MSIZE
实现步骤
配置好的 结构体初化
void DMA_DeInit(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);
通道使能
void DMA_Cmd(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, FunctionalState NewState);
传输状态查询
FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG);
代码实现
Memory → Memory
FLASH → SRAM 将内部FLASH的数据传输到内部的SRAM
变量都存放在SRAM中 FLASH一般用来存代码
基本宏定义
// 要发送的数据大小
#define BUFFER_SIZE 32
//dma配置
void MtM_DMA_Config(void);
//对比函数
uint8_t Buffercmp(const uint32_t* pBuffer, uint32_t* pBuffer1, uint16_t BufferLength);
//基本时钟与清除位
#define MTM_DMA_CLK RCC_AHBPeriph_DMA1
#define MTM_DMA_CHANNEL DMA1_Channel6
#define DMA_FLAG_TC DMA1_FLAG_TC6
串口配置
#include "dma.h"
/* 定义aSRC_Const_Buffer数组作为DMA传输数据源
* const关键字将aSRC_Const_Buffer数组变量定义为常量类型
* 表示数据存储在内部的FLASH中
*/
const uint32_t aSRC_Const_Buffer[BUFFER_SIZE]= {
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,
0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,
0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,
0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,
0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,
0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80};
/* 定义DMA传输目标存储器
* 存储在内部的SRAM中
*/
uint32_t aDST_Buffer[BUFFER_SIZE];
void MtM_DMA_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
// 开启DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(MTM_DMA_CLK, ENABLE);
// 源数据地址
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)aSRC_Const_Buffer;
// 目标地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)aDST_Buffer;
// 方向：外设到存储器（这里的外设是内部的FLASH）
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
// 传输大小
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE;
// 外设（内部的FLASH）地址递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;
// 内存地址递增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
// 外设数据单位
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;
// 内存数据单位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;
// DMA模式，一次或者循环模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal ;
//DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
// 优先级：高
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
// 使能内存到内存的传输
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;
// 配置DMA通道 DMAy_Channelx
DMA_Init(MTM_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);
//清除DMA数据流传输完成标志位
DMA_ClearFlag(DMA_FLAG_TC);
// 使能DMA
DMA_Cmd(MTM_DMA_CHANNEL,ENABLE);
}
/**
* 判断指定长度的两个数据源是否完全相等，
* 如果完全相等返回1，只要其中一对数据不相等返回0
*/
uint8_t Buffercmp(const uint32_t* pBuffer, uint32_t* pBuffer1, uint16_t BufferLength)
{
/* 数据长度递减 */
while(BufferLength--)
{
/* 判断两个数据源是否对应相等 */
if(*pBuffer != *pBuffer1)
{
/* 对应数据源不相等马上退出函数，并返回0 */
return 0;
}
/* 递增两个数据源的地址指针 */
pBuffer++;
pBuffer1++;
}
/* 完成判断并且对应数据相对 */
return 1;
}
主函数测试
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "systick.h"
#include "usart.h"
#include "dma.h"
extern uint32_t aDST_Buffer[BUFFER_SIZE];
extern const uint32_t aSRC_Const_Buffer[BUFFER_SIZE];
int main(void)
{
uint8_t status;
/* 初始化RGB彩灯 */
LED_GPIO_Config();
LED_G(off);LED_B(off);LED_R(off);
//dma初始化
MtM_DMA_Config();
/* 初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1 */
//USART_Config();
/* 等待DMA传输完成 */
while(DMA_GetFlagStatus(DMA_FLAG_TC)==RESET)
{
}
status = Buffercmp(aSRC_Const_Buffer,aDST_Buffer,BUFFER_SIZE);
while(1)
{
if(status == 0)
{
LED_R(on);
}
else
{
LED_G(on);
}
}
}
Memory → 外设
SRAM to 串口，同时LED灯闪烁 演示DMA传数据不需要占用CPU
基本宏定义
#ifndef _DMA_MTOP_H
#define _DMA_MTOP_H
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
// 串口工作参数宏定义
#define DEBUG_USARTx USART1
#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1
#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
// USART GPIO 引脚宏定义
#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)
#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
// 串口对应的DMA请求通道
#define USART_TX_DMA_CHANNEL DMA1_Channel4
// 外设寄存器地址
#define USART_DR_ADDRESS (USART1_BASE+0x04)
// 一次发送的数据量
#define SENDBUFF_SIZE 5000
void USART_Config(void);
void USARTx_DMA_Config(void);
#endif /* __USARTDMA_H */
串口初始化与函数
#include "dma_mtop.h"
uint8_t SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
/**
* @brief USART GPIO 配置,工作参数配置
* @param 无
* @retval 无
*/
void USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 打开串口GPIO的时钟
DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
// 打开串口外设的时钟
DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 配置串口的工作参数
// 配置波特率
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
// 配置 针数据字长
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
// 配置停止位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
// 配置校验位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
// 配置硬件流控制
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
// 配置工作模式，收发一起
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
// 完成串口的初始化配置
USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);
// 使能串口
USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);
}
/***************** 发送一个字节 **********************/
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
/* 发送一个字节数据到USART */
USART_SendData(pUSARTx,ch);
/* 等待发送数据寄存器为空 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
/****************** 发送8位的数组 ************************/
void Usart_SendArray( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num)
{
uint8_t i;
for(i=0; i<num; i++)
{
/* 发送一个字节数据到USART */
Usart_SendByte(pUSARTx,array[i]);
}
/* 等待发送完成 */
while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET);
}
/***************** 发送字符串 **********************/
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
{
unsigned int k=0;
do
{
Usart_SendByte( pUSARTx, *(str + k) );
k++;
} while(*(str + k)!='\0');
/* 等待发送完成 */
while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET)
{}
}
/***************** 发送一个16位数 **********************/
void Usart_SendHalfWord( USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch)
{
uint8_t temp_h, temp_l;
/* 取出高八位 */
temp_h = (ch&0XFF00)>>8;
/* 取出低八位 */
temp_l = ch&0XFF;
/* 发送高八位 */
USART_SendData(pUSARTx,temp_h);
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
/* 发送低八位 */
USART_SendData(pUSARTx,temp_l);
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
///重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
///重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{
/* 等待串口输入数据 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
}
/**
* @brief USARTx TX DMA 配置，内存到外设(USART1->DR)
* @param 无
* @retval 无
*/
void USARTx_DMA_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
// 开启DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
// 设置DMA源地址：串口数据寄存器地址*/
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART_DR_ADDRESS;
// 内存地址(要传输的变量的指针)
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SendBuff;
// 方向：从内存到外设
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
// 传输大小
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;
// 外设地址不增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
// 内存地址自增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
// 外设数据单位
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize =
DMA_PeripheralDataSize_Byte;
// 内存数据单位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
// DMA模式，一次或者循环模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal ;
//DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
// 优先级：中
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
// 禁止内存到内存的传输
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
// 配置DMA通道
DMA_Init(USART_TX_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);
// 使能DMA
DMA_Cmd (USART_TX_DMA_CHANNEL,ENABLE);
}
主函数实现
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "systick.h"
#include "usart.h"
#include "dma_mtop.h"
extern uint8_t SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
static void Delay(__IO u32 nCount);
/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
uint16_t i;
/* 初始化USART */
USART_Config();
/* 配置使用DMA模式 */
USARTx_DMA_Config();
/* 配置RGB彩色灯 */
LED_GPIO_Config();
//printf("\r\n USART1 DMA TX 测试 \r\n");
/*填充将要发送的数据*/
for(i=0;i<SENDBUFF_SIZE;i++)
{
SendBuff[i] = 'P';
}
/*为演示DMA持续运行而CPU还能处理其它事情，持续使用DMA发送数据，量非常大，
*长时间运行可能会导致电脑端串口调试助手会卡死，鼠标乱飞的情况，
*或把DMA配置中的循环模式改为单次模式*/
/* USART1 向 DMA发出TX请求 */
USART_DMACmd(DEBUG_USARTx, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
/* 此时CPU是空闲的，可以干其他的事情 */
//例如同时控制LED
while(1)
{
LED2_TOGGLE
Delay(0xFFFFF);
}
}
static void Delay(__IO uint32_t nCount) //简单的延时函数
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
/*********************************************END OF FILE**********************/
