STM32(11)——DMA
简介:
DMA:Direct Memory Access,直接存储器访问。DMA传输数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当CPU初始化这个传输动作,传输动作本身就是DMA控制器来实现和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。这样的操作并没有让处理器的工作拖延,反而可以重新排程去处理其他的工作。
DMA传输对高效的嵌入式系统算法和网络是很重要的,DMA的传输无需CPU直接控制传输数据的通路,能使CPU的效率大大提高,DMA是一个非常好的功能,它不仅减轻了CPU的负担还提高了数据传输速率。
STM32最多有2个DMA控制器(DMA仅存在于大容量产品中),DMA挂载的时钟为AHB总线,其时钟为72Mhz,所以可以实现高速数据搬运。,DMA1有7个通道。DMA2有5个通道。每个通道管理一个或多个来自外设存储器访问的请求,还有一个仲裁起来协调各个DMA请求的优先权。
STM32的DMA有以下一些特征:
- 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。
- 在七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),假如在相等优先权时由硬件决定(请求 0 优先于请求 1,依此类推)
- 独立的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 65536
库函数下DMA1通道4的配置步骤:
1.使能 DMA 时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能 DMA 时钟
2.初始化 DMA 通道 4 参数
DMA 通道配置参数种类比较繁多,包括内存地址,外设地址,传输数据长度,数据宽度,通道优先级等等。这些参数的配置在库函数中都是在函数 DMA_Init 中完成,下面我们看看函数定义:
void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct)
函数的第一个参数是指定初始化的 DMA 通道号;第二个参数,跟其他外设一样,同样是通过初始化结构体成员变量值来达到初始化的目的,下面我们来看看 DMA_InitTypeDef 结构体的定义:
typedef struct { uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr; //用来设置DMA的传输外设基地址,比如要进行串口DMA传输,那么外设基地址为串口接受发送数据存储器USART1->DR uint32_t DMA_MemoryBaseAddr; //为内存基地址,也就是我们存放DMA传输数据的内存地址 uint32_t DMA_DIR; /*设置数据传输方向,决定是从外设读取数据到内存还送从内存读取数据发送到外设,也就是外设是源地还是目的地, 这里我们设置为从内存读取数据发送到串口,所以外设自然就是目的地了,所以选择值为 DMA_DIR_PeripheralDST。*/ uint32_t DMA_BufferSize; //设置一次传输数据量的大小 uint32_t DMA_PeripheralInc; /*设置传输数据的时候外设地址是不变还是递增。如果设置为递增,那么下一次传输的时候地址加 1, 这里因为我们是一直往固定外设地址&USART1->DR发送数据,所以地址不递增,值为 DMA_PeripheralInc_Disable;*/ uint32_t DMA_MemoryInc; /*设置传输数据时候内存地址是否递增。 这个参数 和DMA_PeripheralInc 意思接近, 只不过针对的是内存。这里我们的场景是将内存中连续存储单元的数据发送到串口, 毫无疑问内存地址是需要递增的,所以值为 DMA_MemoryInc_Enable。*/ uint32_t DMA_PeripheralDataSize; /*用来设置外设的数据长度是为字节传输(8bits),半字传输(16bits)还是字传输(32bits), 这里我们是8位字节传输,所以值设置为DMA_PeripheralDataSize_Byte。*/ uint32_t DMA_MemoryDataSize; /*是用来设置内存的数据长度,和第七个参数意思接近,这里我们同样设置为字节传输 DMA_MemoryDataSize_Byte。*/ uint32_t DMA_Mode; /*用来设置 DMA 模式是否循环采集,也就是说,比如我们要从内存中采集64个字节发送到串口,如果设置为重复采集, 那么它会在 64 个字节采集完成之后继续从内存的第一个地址采集,如此循环。这里我们设置为一次连续采集完成之后不循环。 所以设置值为 DMA_Mode_Normal。在我们下面的实验中,如果设置此参数为循环采集,那么你会看到串口不停的打印数据, 不会中断,大家在实验中可以修改这个参数测试一下。*/ uint32_t DMA_Priority; /*设置 DMA 通道的优先级,有低,中,高,超高三种模式,这里我们设置优先级别为中级, 所以值为 DMA_Priority_Medium。如果要开启多个通道,那么这个值就非常有意义。*/ uint32_t DMA_M2M; /*设置是否是存储器到存储器模式传输,这里我们选择DMA_M2M_Disable。*/ }DMA_InitTypeDef;
实例代码:要配置的有DMA传输通道选择,传输的成员和方向、普通模式还是循环模式等等
void DMA_Configuration(void) { DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_DeInit(DMA1_Channel4);//串口1的DMA传输通道是通道4 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = &USART1->DR; //DMA 外设 ADC 基地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA 内存基地址 ,DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SendBuff; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //从内存读取发送到外设 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 64; //DMA 通道的 DMA 缓存的大小 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;//传输大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //8 位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 8 位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常缓存模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA 通道 x 拥有中优先级 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //非内存到内存传输 DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根据指定的参数初始化 }
3.使能DMA发送
进行 DMA 配置之后,我们就要开启串口的 DMA 发送功能,使用的函数是:
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);
如果是要使能串口 DMA 接受,那么第二个参数修改为 USART_DMAReq_Rx 即可。
4.使能 DMA1 通道 4,启动传输
使能串口 DMA 发送之后,我们接着就要使能 DMA 传输通道:
DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);
通过以上 3 步设置,我们就可以启动一次 USART1 的 DMA 传输了
5.查询 DMA 传输状态
在 DMA 传输过程中,我们要查询 DMA 传输通道的状态,使用的函数是:
FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG)
比如我们要查询 DMA 通道 4 传输是否完成,方法是:
DMA_GetFlagStatus(DMA2_FLAG_TC4);
这里还有一个比较重要的函数就是获取当前剩余数据量大小的函数:
uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx)
比如我们要获取 DMA 通道 4 还有多少个数据没有传输,方法是:
DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);
总例程:
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; u16 DMA1_MEM_LEN;//保存DMA每次数据传送的长度 //DMA1的各通道配置 //这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改 //从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式 //DMA_CHx:DMA通道CHx //cpar:外设地址 //cmar:存储器地址 //cndtr:数据传输量 void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr) { RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输 DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值 DMA1_MEM_LEN=cndtr; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外设ADC基地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA内存基地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向,从内存读取发送到外设 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA缓存的大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常缓存模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输 DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器 } //开启一次DMA传输 void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx) { DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道 DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小 DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道 } u8 SendBuff[5200]; MYDMA_Config(DMA1_Channel4,(u32)&USART1->DR,(u32)SendBuff,5168);//DMA1通道4,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度5168. USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送 MYDMA_Enable(DMA1_Channel4);//开始一次DMA传输! if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)!=RESET) //判断通道4传输完成 { DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);//清除通道4传输完成标志 break; } pro=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);
补充:
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
//DMA设置:
//设置DMA源:内存地址&串口数据寄存器地址
//方向:内存-->外设
//每次传输位:8bit
//传输大小DMA_BufferSize=SENDBUFF_SIZE
//地址自增模式:外设地址不增,内存地址自增1
//DMA模式:一次传输,非循环
//优先级:中
DMA_DeInit(DMA1_Channel4);//串口1的DMA传输通道是通道4
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_DR_Base;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SendBuff;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;//外设作为DMA的目的端
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;//传输大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不增加
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址自增1
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_Medium;//(DMA传送优先级为中等)
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);
}
vu8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
{
SendBuff[i] = i%10+'0';
}
4、开始DMA传输(使能对应的DMA通道)
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
{
LED_1_REV; //LED翻转
Delay(); //浪费时间
}