STM32 DMA

STM32暑假学习 DMA

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前言

DMA是ADC多通道输出的好帮手，类似于饭店里的服务员，能帮助外设和存储器直接搬运数据。

一、DMA是什么？

存储器映像

STM32里的存储器和被安排的地址

二、DMA基本结构图

· 两大站点：外设寄存器站点和存储器站点（Flash和SRAM）
· 转运的方向有：外设到Flash和SRAM，Flash和SRAM到外设，Flash到SRAM
· 外设和存储器两个站点都有3个参数，起始地址、数据宽度、地址是否自增。
· 数据宽度：可以选择字节Byte（8位）、半字HalfWord（16位）和字Word（32位）
· 外设地址不用自增，存储器地址需要自增
· 如果外设起始地址写Flash地址，那他就会去Flash里去找数据。不用局限于一定要找外设寄存器。
· 传输计数器：记录需要转运的次数
· 自动重装器：例如传输计数器是5，需要执行5次转运，如果转运5次结束后，自动重装器开启了的话，那传输计数器自动恢复到5。类似于ADC中的连续模式
·M2M：Memory to Memory 当M2M等于1时，使用软件触发，软件触发一般适用于存储器到存储器的转运，是软件启动，不需要时机，并且向尽快完成任务。当M2M等于0时，使用硬件触发，硬件触发源可以选择ADC、串口、定时器等等，使用硬件触发的转运一般都是与外设有关的转运。这些转运需要一定的时机，比如ADC转换完成，串口收到数据，定时时间到等等，所以需要使用硬件触发，在硬件达到这些时机时，转一个信号过来触发控制

1.DMA进行转运，有以下条件：

1.开关控制，DMA_Cmd必须使能。
2.传输计数器必须大于0
3.触发源，必须有触发信号。触发一次，转运一次，传输计数器自减一次，当传输计数器等于0时，且没有自动重装时，这时无论是否触发，DMA都不会再进行转运了，此时需要DMA_Cmd给Disable，关闭DMA。再为传输计数器写入一个大于0的数，再开启DMA_Cmd，DMA才能继续工作。
·写传输计数器的时候，必须关闭DMA，再进行传输。不能在DMA 开启时写传输计数器。

2.数据宽度与对齐

如果目标的数据宽度比源端的数据宽度大，则高位补0。如果目标数据宽度比源端数据宽度小，则舍弃高位。

3.DMA是如何工作的

数据转运＋DMA

· 将SRAM里的数组DataA，转运到另一个数组DataB中。
· 首先要填外设和存储器的起始地址，数据宽度，地址是否自增。
· 外设地址填DataA数组的首地址，存储器地址给DataB数组的首地址。
· 数据宽度，两组都是uint8_t
· 看需求，当DataA[0]转运到DataB[0]时，接下来是DataA[1]转到DataB[1]，所以两个站点的地址都应该自增，都移动到下一个数据的位置
· 调用DMA_Cmd，给DMA使能
· 转运7次之后，传输计数器自减到0，DMA停止，转运完成

ADC扫描模式+DMA

左边ADC触发一次后，7个通道依次进行AD转换，然后转换结果都放到ADC_DR数据寄存器里面，在每个单独的通道转换完成后，进行一个DMA数据转运，并且目的地址进行自增，这样数据就不会被覆盖，外设地址，写入ADC_DR这个寄存器的地址，存储器的地址，可以在SRAM中定义一个数组ADValue，然后把ADValue的地址当做存储器的地址，之后数据宽度，因为ADC_DR和SRAM数组都是uint16_t,所以数据宽度都是16位的半字传输
· 从图可知，外设地址不自增，存储器地址自增，传输方向，是外设站点到存储器站点，传输计数器，这里通道有7个，所以计数7次
· 如果ADC是连续扫描，那DMA就可以使用自动重装，在ADC启动下一轮转换的时候，DMA也启动下一轮的转运，ADC和DMA同步工作
· 最后是触发选择，这里ADC_DR的值是在ADC单个通道转换完成后才会有效，所以DMA转运的时机，需要和ADC单个通道转换完成同步，所以DMA的触发要选择ADC的硬件触发
· 虽然单个通道转换完成后，不产生任何标志位和中断，但是它应该会产生DMA请求，去触发DMA转运
·一般来说，DMA最常见的用途就是配合ADC的扫描模式，因为ADC扫描模式有个数据覆盖的特征，或者可以说这个数据覆盖的问题是ADC固有的缺陷，ADC对DMA的需求是非常强烈

三、 数据转运＋DMA示例代码及接线图

ADC1->DR
我们利用利用这种方式来访问到ADC的DR寄存器

DMA编程思路

· 第一步，RCC开启DMA的时钟
· 第二步，直接调用DMA_Init ,初始化各个参数，（外设和存储器的起始地址、数据宽度、地址是否自增、方向、传输计数器、是否需要自动重装、选择触发源、通道优先级
· 第三步DMA_Cmd，进行开关控制
· 如果选择硬件触发，记得在对应外设调用一下XXX_DMACmd，开启一下触发信号的输出
· 如果需要DMA的中断，那就调用DMA_ITConfig,开启中断输出，再在NVIC里，配置相应的中断通道，写中断函数就行了
· 最后，在运行过程中，如果转运完成，传输计数器清0了，这时再想给传输计数器赋值的话，需要将DMA失能，写传输计数器、DMA使能。

DMA的库函数介绍

void DMA_DeInit(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);//恢复缺省配置
void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);//初始化
void DMA_StructInit(DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);//结构体初始化
void DMA_Cmd(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, FunctionalState NewState);//使能
void DMA_ITConfig(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint32_t DMA_IT, FunctionalState NewState);//中断输出使能 
void DMA_SetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint16_t DataNumber); //设置当前数据寄存器
uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);//返回传输计数器的值
FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG);//获取标志位状态
void DMA_ClearFlag(uint32_t DMAy_FLAG);//清除标志位
ITStatus DMA_GetITStatus(uint32_t DMAy_IT);//获取中断状态
void DMA_ClearITPendingBit(uint32_t DMAy_IT);//清除中断挂起位

DMA初始化配置

#include "Device/Include/stm32f10x.h"   // Device header
uint16_t MyDMA_Size;

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA,uint32_t AddrB,uint16_t Size)
{
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);//开启RCC_AHB时钟
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;//外设起始地址
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据宽度
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;//外设地址是否自增
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;//存储器起始地址
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据宽度
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器地址是否自增
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//DMA的传输方向，（外设作为源头，传给存储器）
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = Size;//传输计数器的次数
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//正常模式
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;//启用软件触发
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//DMA优先级
	DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,DISABLE);//DMA失能
}

· 外设地址和存储器地址都设置为变量，根据调用函数的实际地址输入。
· DMA的传输方向可以选择外设作为目的地或者源头。
· 正常模式下不会开启自动重装，循环模式会开启自动重装
· M2M使能就是启用软件触发，失能就是启用硬件触发

DMA转运函数如下：

void MyDMA_Transfer(void)
{
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,DISABLE);//DMA失能
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1,MyDMA_Size);//设置数据寄存器
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);//DMA使能

	while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);//等待转运结束，标志位置1 
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);//清空标志位
	
}

main.c函数示例

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyDMA.h"

uint8_t DataA[] = {0x01,0x02,0x03,0x04};
uint8_t DataB[] = {0,0,0,0};


int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	MyDMA_Init((uint32_t)DataA,(uint32_t)DataB,4);

	OLED_ShowString(1,1,"DataA");
	OLED_ShowString(3,1,"DataB");
	OLED_ShowHexNum(1,8,(uint32_t)DataA,8);
	OLED_ShowHexNum(3,8,(uint32_t)DataB,8);

	OLED_ShowHexNum(2,1,DataA[0],2);
	OLED_ShowHexNum(2,4,DataA[1],2);
	OLED_ShowHexNum(2,7,DataA[2],2);
	OLED_ShowHexNum(2,10,DataA[3],2);
	OLED_ShowHexNum(4,1,DataB[0],2);
	OLED_ShowHexNum(4,4,DataB[1],2);
	OLED_ShowHexNum(4,7,DataB[2],2);
	OLED_ShowHexNum(4,10,DataB[3],2);

	while (1)
	{
		DataA[0] ++;
		DataA[1] ++;
		DataA[2] ++;
		DataA[3] ++;
		
	    OLED_ShowHexNum(2,1,DataA[0],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,4,DataA[1],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,7,DataA[2],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,10,DataA[3],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,1,DataB[0],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,4,DataB[1],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,7,DataB[2],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,10,DataB[3],2);
		
		Delay_ms(1000);
		
		MyDMA_Transfer();
		
		OLED_ShowHexNum(2,1,DataA[0],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,4,DataA[1],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,7,DataA[2],2);
	    OLED_ShowHexNum(2,10,DataA[3],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,1,DataB[0],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,4,DataB[1],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,7,DataB[2],2);
	    OLED_ShowHexNum(4,10,DataB[3],2);
		
		Delay_ms(1000);
	}
}

四、 ADC扫描模式+DMA示例代码及接线图

AD.c代码示例

#include "Device/Include/stm32f10x.h"   // Device header

uint16_t AD_Value[4];//端菜的目的地


void AD_Init(void)
{
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	//点4个菜（选择4个通带）
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,2,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2,3,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_3,4,ADC_SampleTime_55Cycles5);

	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode= DISABLE;//单次扫描
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign= ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv= ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 4;//通道数量为4个
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//扫描模式开启
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;//端菜源头，在ADC->DR地址
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//想要低16位的数据，所以选半字
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不自增，始终转运同一个位置的数据
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value;//端菜的目的地
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//一样半字
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器地址需要自增
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 4;//传输数量
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//不使用软件触发
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);
	ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);//开启ADC到DMA的触发信号
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
	
}


void AD_GetValue(void)
{
	//因为DMA是单次模式所以每次转运都要查询写入一下传输计数器
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,DISABLE);
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1,4);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);

	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//因为是ADC是单次模式所以还需要软件触发一下
	
	while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);//等待DMA转换完成

}

main.c示例代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

float Voltage;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"AD0:");
	OLED_ShowString(2,1,"AD1:");
	OLED_ShowString(3,1,"AD3:");
	
	while (1)
	{
		AD_GetValue();
		OLED_ShowNum(1,5,AD_Value[0],4);
		OLED_ShowNum(2,5,AD_Value[1],4);
		OLED_ShowNum(3,5,AD_Value[3],4);
		Delay_ms(100);
	}
}

ADC连续扫描+DMA循环转运模式

ad.c代码

#include "Device/Include/stm32f10x.h"   // Device header

uint16_t AD_Value[4];


void AD_Init(void)
{
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,2,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2,3,ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_3,4,ADC_SampleTime_55Cycles5);

	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode= ENABLE;//****
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign= ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv= ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 4;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//****
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 4;
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//******
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStruct);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);
	ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)==SET);
	
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//******
}

ADC连续模式+DMA更加简洁，且可以直接查询到转换的数值

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"AD0:");
	OLED_ShowString(2,1,"AD1:");
	OLED_ShowString(3,1,"AD3:");
	while (1)
	{
		OLED_ShowNum(1,5,AD_Value[0],4);
		OLED_ShowNum(2,5,AD_Value[1],4);
		OLED_ShowNum(3,5,AD_Value[3],4);
		Delay_ms(100);
	}
}

总结

DMA多用于跟ADC多通道转换，可以让定时器输出通向ADC，DAC或其他定时器,ADC的触发源可以来自定时器或外部中断，DMA的触发源可以来自ADC、定时器、串口等等

作者：xiaohao777777