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STM32基于HAL库的DMA学习指南

1.什么是DMA：

用较为官方的话说，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。

我们可以理解为DMA为一个对于CPU进行数据搬用的搬运工，它的意义是代替CPU搬用数据，为CPU减负。为什么我们在程序设计中需要这么做那因为１.数据搬用的工作比较耗时间２.数据搬用对于时效要求高３.我们需要CPU去处理更重要的事。

２.搬用什么数据

主要是储存器与外设的数据，这里外设指的是ＳＰＩ，ＵＳＡＲＴ，ＩＩＣ，ａｄｃ等基于APB１、ＡＰＢ２或ＡＨＢ时钟的外设，存储器包括自身的闪存（ｆｌａｓｈ）或者（ｓｒａｍ）以及储存设备都可以作为访问地源或者目的。

３.搬运方式

１.储存器到储存器

 

２.储存器到外设

 

３.外设到储存器

 4.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：

 DMA2有5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4
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

5.第一个实验,内存到内存搬运

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
所用到的库函数

1.HAL_DMA_Start

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)
返回值：HAL_StatusTypeDef，HAL状态（OK，busy，ERROR，TIMEOUT）

2. __HAL_DMA_GET_FLAG

#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）
重定向函数

int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}

定义原数组

//原数组
 int32_t  srcBuf[BUF_SIZE]={
    0x00000000,0x11111111,0x22222222,0x33333333,
		0x44444444,0x55555555,0x66666666,0x77777777,
		0x88888888,0x99999999,0xAAAAAAAA,0xBBBBBBBB,
		0xCCCCCCCC,0xDDDDDDDD,0xEEEEEEEE,0xFFFFFFFF       
};

定义目标数组

//目标数组
int32_t  desBuf[BUF_SIZE];

main函数中程序代码

//开始数据传输
	HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma1_channel1, (uint32_t)srcBuf,(uint32_t)desBuf, sizeof(uint32_t) * BUF_SIZE);
	//等待数据传输完成
	while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma1_channel1,DMA_FLAG_TC1)==RESET);
	//打印数组内容
		for(int i=0;i<BUF_SIZE;i++)
				printf("Buf[%d]=%x\r\n",i,desBuf[i]);

 cubemx设置

6.实验二内存到外设

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
所用到的库函数

HAL_UART_Transmit_DMA

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）

#define BUF_SIZE 1000
// 待发送的数据
unsigned char sendBuf[BUF_SIZE];
main函数里
// 准备数据
for (i = 0; i < BUF_SIZE; i++)
sendBuf[i] = 'A';
// 将数据通过串口DMA发送
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, sendBuf, BUF_SIZE);
while (1)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
HAL_Delay(100);
}

实验三,外设到内存搬运

使用DMA的方式将串口接收缓存寄存器的值搬运到内存中并显示在oled屏幕上，同时闪烁LED1

所用函数

1. __HAL_UART_ENABLE

#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

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

#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

#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

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

#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
操作流程

main.c中

uint8_t rcvBuf[BUF_SIZE]; // 接收数据缓存数组
uint8_t rcvLen = 0; // 接收一帧数据的长度
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); // 使能IDLE空闲中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rcvBuf,100); // 使能DMA接收中断
while (1)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
HAL_Delay(300);
}

main.h

#define BUF_SIZE 100

stm32f1xx_it.c

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
	if(__HAL_UART_GET_FLAG (&huart1,UART_FLAG_IDLE)==SET)  //判断IDLE标志位
	{
	   __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1 );   //清除标志位
		HAL_UART_DMAStop(&huart1 );             //停止DMA传输，防止干扰
		uint8_t temp=__HAL_DMA_GET_COUNTER (&hdma_usart1_rx);  
		rcvLen=BUF_SIZE-temp ;
		HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1 ,rcvBuf,rcvLen);
		Oled_Show_Str(2,1,"      "); 
		Oled_Show_Str(2,1,rcvBuf);
	
		HAL_UART_Receive_DMA(&huart1 ,rcvBuf ,BUF_SIZE );
		  memset(rcvBuf,0,sizeof(rcvBuf));	
		
	}
		
  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

代码运行实例

 

 通过上面三个实验我们学会了DMA的使用，其实可以看出使用DMA可以使得程序更加高效,更加简洁.

 

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