第23章 DMA实验
第二十三章 DMA实验
1. 硬件设计
本章用到的硬件资源有：
-
指示灯DS0
-
KEY0按键
-
串口
-
TFTLCD模块
-
DMA
本章我们将利用外部按键 KEY0 来控制 DMA 的传送，每按一次 KEY0， DMA 就传送一次数据到USART1，然后在 TFTLCD 模块上显示进度等信息。 DS0 还是用来做为程序运行的指示灯。
2. 软件设计
2.1 DMA初始化及配置
DMA_HandleTypeDef UART1TxDMA_Handler; // DMA句柄
// DMAx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_Streamx:DMA数据流,DMA1_Stream0~7/DMA2_Stream0~7
// chx:DMA通道选择,@ref DMA_channel DMA_CHANNEL_0~DMA_CHANNEL_7
void MYDMA_Config(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u32 chx)
{
if((u32)DMA_Streamx>(u32)DMA2)//得到当前stream是属于DMA2还是DMA1
{
__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();//DMA2时钟使能
}else
{
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();//DMA1时钟使能
}
__HAL_LINKDMA(&UART1_Handler,hdmatx,UART1TxDMA_Handler); //将DMA与USART1联系起来(发送DMA)
//Tx DMA配置
UART1TxDMA_Handler.Instance=DMA_Streamx; // 数据流选择
UART1TxDMA_Handler.Init.Channel=chx; // 通道选择
UART1TxDMA_Handler.Init.Direction=DMA_MEMORY_TO_PERIPH; // 存储器到外设
UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphInc=DMA_PINC_DISABLE; // 外设非增量模式
UART1TxDMA_Handler.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE; // 存储器增量模式
UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_BYTE;// 外设数据长度:8位
UART1TxDMA_Handler.Init.MemDataAlignment=DMA_MDATAALIGN_BYTE; // 存储器数据长度:8位
UART1TxDMA_Handler.Init.Mode=DMA_NORMAL; // 外设普通模式
UART1TxDMA_Handler.Init.Priority=DMA_PRIORITY_MEDIUM; // 中等优先级
UART1TxDMA_Handler.Init.FIFOMode=DMA_FIFOMODE_DISABLE;
UART1TxDMA_Handler.Init.FIFOThreshold=DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
UART1TxDMA_Handler.Init.MemBurst=DMA_MBURST_SINGLE; // 存储器突发单次传输
UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphBurst=DMA_PBURST_SINGLE; // 外设突发单次传输
HAL_DMA_DeInit(&UART1TxDMA_Handler);
HAL_DMA_Init(&UART1TxDMA_Handler);
}
2.2 DMA串口传输
// 开启一次DMA传输
// huart:串口句柄
// pData：传输的数据指针
// Size:传输的数据量
void MYDMA_USART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) // 函数参数：串口句柄，数据指针，数据长度
{
HAL_DMA_Start(huart->hdmatx, (u32)pData, (uint32_t)&huart->Instance->DR, Size); // 开启DMA传输
huart->Instance->CR3 |= USART_CR3_DMAT;//使能串口DMA发送
}
2.3 主函数
#define SEND_BUF_SIZE 8200 //发送数据长度,最好等于sizeof(TEXT_TO_SEND)+2的整数倍.
u8 SendBuff[SEND_BUF_SIZE]; //发送数据缓冲区
const u8 TEXT_TO_SEND[]={"ALIENTEK Explorer STM32F4 DMA 串口实验"};
int main(void)
{
u16 i;
u8 t=0;
u8 j,mask=0;
float pro=0;
HAL_Init(); // 初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);// 设置时钟,168Mhz
delay_init(168); // 初始化延时函数
uart_init(115200); // 初始化USART
usmart_dev.init(84); // 初始化USMART
LED_Init(); // 初始化LED
KEY_Init(); // 初始化KEY
LCD_Init(); // 初始化LCD
MYDMA_Config(DMA2_Stream7,DMA_CHANNEL_4); // 初始化DMA，使用DMA2_Stream7通道4
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"DMA TEST");
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY0:Start");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
//显示提示信息
j=sizeof(TEXT_TO_SEND);
for(i=0;i<SEND_BUF_SIZE;i++) // 填充ASCII字符集数据
{
if(t>=j)//加入换行符
{
if(mask)
{
SendBuff[i]=0x0a;
t=0;
}else
{
SendBuff[i]=0x0d;
mask++;
}
}else//复制TEXT_TO_SEND语句
{
mask=0;
SendBuff[i]=TEXT_TO_SEND[t];
t++;
}
}
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
i=0;
while(1)
{
t=KEY_Scan(0);
if(t==KEY0_PRES) //KEY0按下
{
printf("\r\nDMA DATA:\r\n");
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Start Transimit....");
LCD_ShowString(30,170,200,16,16," %") ; //显示百分号
HAL_UART_Transmit_DMA(&UART1_Handler,SendBuff,SEND_BUF_SIZE);//启动传输
//使能串口1的DMA发送 //等待DMA传输完成，此时我们来做另外一些事，点灯
//实际应用中，传输数据期间，可以执行另外的任务
while(1)
{
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(&UART1TxDMA_Handler,DMA_FLAG_TCIF3_7))//等待DMA2_Steam7传输完成
{
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&UART1TxDMA_Handler,DMA_FLAG_TCIF3_7);//清除DMA2_Steam7传输完成标志
HAL_UART_DMAStop(&UART1_Handler); //传输完成以后关闭串口DMA
break;
}
pro=__HAL_DMA_GET_COUNTER(&UART1TxDMA_Handler);//得到当前还剩余多少个数据
pro=1-pro/SEND_BUF_SIZE; //得到百分比
pro*=100; //扩大100倍
LCD_ShowNum(30,170,pro,3,16);
}
LCD_ShowNum(30,170,100,3,16);//显示100%
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Transimit Finished!");//提示传送完成
}
i++;
delay_ms(10);
if(i==20)
{
LED0=!LED0;//提示系统正在运行
i=0;
}
}
}
main 函数的流程大致是：先初始化内存 SendBuff 的值，然后通过 KEY0 开启串口 DMA 发送，在发送过程中，通过__HAL_DMA_GET_COUNTER()函数获取当前还剩余的数据量来计算传输百分比，最后在传输结束之后清除相应标志位，提示已经传输完成。这里还有一点要注意，因为是使用的串口 1 DMA 发送，所以代码中使用 HAL_UART_Transmit_DMA 函数开启串口的 DMA 发送。
3. 小结
DMA不光可以用在串口上，比如下面我们可以利用DMA来采集ADC数据
实验目标
- 理解 DMA 的工作原理
- 学习如何配置 DMA 进行 ADC 数据采集
- 验证 DMA 数据传输的正确性
代码实现
#include "main.h"
#define BUFFER_SIZE 100 // 定义 ADC 数据缓冲区大小
uint32_t adc_buffer[BUFFER_SIZE]; // ADC 数据缓冲区
UART_HandleTypeDef huart2; // UART 句柄
// ADC 和 DMA 相关句柄
ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;
// 初始化函数声明
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
// 主函数
int main(void) {
HAL_Init(); // 初始化 HAL 库
SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
MX_GPIO_Init(); // 初始化 GPIO
MX_DMA_Init(); // 初始化 DMA
MX_ADC1_Init(); // 初始化 ADC
MX_USART2_UART_Init(); // 初始化 UART
// 启动 ADC DMA
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, adc_buffer, BUFFER_SIZE);
while (1) {
// 计算 ADC 数据的平均值
uint32_t sum = 0;
for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
sum += adc_buffer[i];
}
uint32_t average = sum / BUFFER_SIZE;
// 将平均值发送到串口
char buffer[50];
int len = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Average ADC Value: %lu\r\n", average);
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)buffer, len, HAL_MAX_DELAY); // 通过 UART 发送数据
HAL_Delay(1000); // 每秒发送一次
}
}
// ADC 初始化
static void MX_ADC1_Init(void) {
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
// 配置 ADC
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; // 设置 ADC 时钟
hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION12b; // 设置分辨率
hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 禁用扫描模式
hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; // 启用连续转换模式
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 禁用不连续转换模式
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; // 软件触发
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // 数据对齐
hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; // 只进行一次转换
HAL_ADC_Init(&hadc1); // 初始化 ADC
// 配置 ADC 通道
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; // 使用通道 0（PA0）
sConfig.Rank = 1; // 优先级
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES; // 采样时间
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig); // 配置 ADC 通道
}
// DMA 初始化
static void MX_DMA_Init(void) {
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); // 启用 DMA1 时钟
// 配置 DMA
hdma_adc1.Instance = DMA1_Stream1; // DMA 流
hdma_adc1.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0; // DMA 通道
hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; // 从外设到内存
hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 外设地址不增
hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存地址增
hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; // 外设数据对齐
hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD; // 内存数据对齐
hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式
hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW; // 优先级
hdma_adc1.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE; // 禁用 FIFO
HAL_DMA_Init(&hdma_adc1); // 初始化 DMA
// 连接 ADC 和 DMA
__HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma_adc1);
}
// UART 初始化
static void MX_USART2_UART_Init(void) {
huart2.Instance = USART2; // UART 实例
huart2.Init.BaudRate = 115200; // 波特率
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 字长
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 停止位
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 奇偶校验
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 模式
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 硬件流控制
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; // 超采样
HAL_UART_Init(&huart2); // 初始化 UART
}
// 系统时钟配置
void SystemClock_Config(void) {
// 配置系统时钟（这里使用默认设置）
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
// 配置振荡器
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 16;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
// 配置时钟
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);
}
// GPIO 初始化
static void MX_GPIO_Init(void) {
// 此处可添加 GPIO 初始化代码（如 LED 等）
}
// DMA 完成回调函数
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) {
// 可以在此处添加数据处理逻辑
}
