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。
我自己的理解就是:类似于一个多线程的存在,一些简单的比如数据传输的动作可以不通过CPU,DMA直接动作,这样可以释放CPU,让CPU去做些更有意义的事儿DMA 的意义代替 CPU 搬运数据,为 CPU 减负。1. 数据搬运的工作比较耗时间;2. 数据搬运工作时效要求高(有数据来就要搬走);3. 没啥技术含量( CPU 节约出来的时间可以处理更重要的事)。搬运什么数据?存储器、外设这里的外设指的是 spi 、 usart 、 iic 、 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地源或者目的。 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 )
DMA
控制器
STM32F103
有
2
个
DMA
控制器,
DMA1
有
7
个通道,
DMA2
有
5
个通道。
一个通道每次只能搬运一个外设的数据!!
如果同时有多个外设的
DMA
请求,则按照优先级进
行响应。
DMA1
有
7
个通道:
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 4 个等级最高级 > 高级 > 中级 > 低级硬件: 如果 2 个请求,它们的软件优先级相同,则较低编号的通道比较高编号的通道有较高的优先权。比如:如果软件优先级相同,通道 2 优先于通道 4DMA 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,硬件自动会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
实验1
将内存数据搬运到内存(类似于将一个数组的数据复制到另一个数组)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的内容打印到屏幕。
AL_StatusTypeDefHAL_DMA_Start(DMA_HandleTypeDef*hdma,uint32_tSrcAddress,uint32_t DstAddress,uint32_tDataLength)
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)
返回值:
HAL_StatusTypeDef
,
HAL
状态(
OK
,
busy
,
ERROR
,
TIMEOUT
)
__HAL_DMA_GET_FLA
# 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 )
/*1. 开启数据传输
2. 等待数据传输完成
3. 打印数组内容*/
#define BUF_SIZE 16
//源数组
uint32_t srcBuf[BUF_SIZE]={0x00000000,0x11111111,0x22222222,0x33333333,0x44444444,0x55555555,0x66666666,0x77777777,0x88888888,0x99999999,0xAAAAAAAA,0xBBBBBBBB,0xCCCCCCCC,0xDDDDDDDD,0xEEEEEEEE,0xFFFFFFFF};
//目标数组
uint32_t desBuf[BUF_SIZE];
//重定向printf
int fputc(int ch , FILE* f)
{
unsigned char temp[1] = {ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,(const char*)temp,strlen(temp),100);
return ch;
}
//main函数里
int i = 0;
HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma1_channel1,(uint32_t)desBuf,sizeof(uint32_t)*BUF_SIZE);
//等待传输完成,传输完成,内置flag会被拉高
while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma1_channel1,DMA_FLAG_TC1)) == RESET);
for(i=0;i<BUF_SIZE;i++)
{
printf("buf[%d] = %x",i,desBuf[i]);
}
实验2
从内存到外设搬运数据(用DMA将内存数据发送到串口)
HAL_UART_Transmit_DMA
HAL_StatusTypeDefHAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef*huart,uint8_t*pData,uint16_tSize)
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 )
/*
1. 准备数据
2. 将数据通过串口DMA发送
*/
#define BUF_SIZE 1000
unsigned char sendBuf[BUF_SIZE];
//main函数中
//准备数据
int i = 0;
for(i=0;i<BUF_SIZE;i++)
sendBuf[i] = 'A';
//将数据通过串口发送
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,sendBuf,BUF_SIZE);
while(1)
{
//类似于双线程,主线程while(1)中始终让PB8状态反转,发送数据不通过CPU,直接由DMA发送
HAL_GPIO_TogglenPin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
HAL_Delay(300);
}
实验3
将内存的数据发送到外设(将内存的数据通过串口打印)
如何判断串口接收是否完成?如何知道串口收到数据的长度?使用 串口空闲中断 ( IDLE )!串口空闲时,触发空闲中断;空闲中断标志位由硬件置 1 ,软件清零利用串口空闲中断,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。
1. __HAL_UART_ENABLE1. __HAL_UART_ENABLE (IDLE使能函数)
# define __HAL_UART_ENABLE_IT ( __HANDLE__ , __INTERRUPT__ ) (((( __INTERRUPT__ ) >> 28U )== UART_CR1_REG_INDEX ) ? (( __HANDLE__ ) -> Instance -> CR1 |= (( __INTERRUPT__ ) &UART_IT_MASK )) : \((( __INTERRUPT__ ) >> 28U )== UART_CR2_REG_INDEX ) ? (( __HANDLE__ ) -> Instance -> CR2 |= (( __INTERRUPT__ ) &UART_IT_MASK )) : \(( __HANDLE__ ) -> Instance -> CR3 |= (( __INTERRUPT__ ) & UART_IT_MASK )))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 (开启DMA串口接收函数)HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_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,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)3. __HAL_UART_GET_FLAG (查询标志位状态函数)# define __HAL_UART_GET_FLAG ( __HANDLE__ , __FLAG__ ) ((( __HANDLE__ ) -> Instance -> SR &( __FLAG__ )) == ( __FLAG__ ))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(清除标志位函数)# define __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG ( __HANDLE__ ) __HAL_UART_CLEAR_PEFLAG ( __HANDLE__ )参数一:HANDLE,串口句柄返回值:无5. HAL_UART_DMAStop(DMA停止函数)HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop ( UART_HandleTypeDef * huart )参数一:UART_HandleTypeDef *huart,串口句柄返回值:HAL_StatusTypeDef,HAL状态(OK,busy,ERROR,TIMEOUT)6. __HAL_DMA_GET_COUNTER (计算未传输数据长度函数)# define __HAL_DMA_GET_COUNTER ( __HANDLE__ ) (( __HANDLE__ ) -> Instance -> CNDTR )参数一:HANDLE,串口句柄返回值:未传输数据大小
main.c
uint8_t Rcv_Buf[BUF_SIZE];
uint8_t Rcv_len = 0;
void main()
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_USART1_UART_Init();
//使能IDLE空闲中断
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);
//使能DMA接收中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Rcv_Buf,BUF_SIZE);
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);//主函数一直led翻转
HAL_Delay(300);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
}
main.h
#define BUF_SIZE 100
stm32f1xxx.it.c
void USART1_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) == SET)
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);//清除标志位
HAL_UART_DMAStop(&huart1);//停止DMA防止干扰
//计算接收到的字节
uint8_t temp = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);
Rcv_len = BUF_SIZE - temp;
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,Rcv_Buf,Rcv_len);//DMA发送数据到串口
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Rcv_Buf,BUF_SIZE);//重新开启DMA传输,开始接受下一帧
}
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}