STM32+DMA自学笔记

DMA

一、简介

1. 使用场景：DMA可以提供外设（指外设的寄存器，一般是数据寄存器DR）和存储器（运行内存SRAM和程序存储器Flash）或者存储器与存储器之间的高速数据传输
2. 优点：无需CPU干预，节省CPU资源
3. DMA通道：STM32一共有12个DMA通道，DMA1（7个），DMA2（5个），STM32F103C8T6的DMA资源只有DMA1
4. DMA触发条件：每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发
5. 软件触发：存储器与存储器
6. 硬件触发：外设和存储器，每次数据的转运都需要触发，每个DMA通道的硬件触发源是不同的

二、STM32存储器映像

​ 计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成，运算器和控制器合一起称为CPU,所以计算机的核心组成就是CPU和存储器。存储器最重要的就是存储器的内容和地址，存储器总共分为ROM和RAM

三、DMA框图

总线矩阵的左端是主动单元，拥有存储器的访问权；右端是被动单元，它们的存储器只能被左边的主动单元读写；由于DMA需要转运数据，那就必须能够访问被动单元的存储器，所以DMA也必须有访问的主动权，那主动单元除了内核CPU，剩下的就是DMA总线了

DMA总线：从图中能看出总线矩阵右端总共有3条DMA总线，分别是DMA1、DMA2和以太网的DMA，从DMA1和DMA2的框图中能看见它们分别有7个通道和5个通道，其中的每一条通道都可以单独设置转运数据的原地址和目的地址。

DMA框图中有一个仲裁器和AHB从设备，仲裁器：虽然DMA有多条通道，但是每个DMA最终都只有一条总线，也就是一个DMA同一时间只能转运一个数据，那么仲裁器的作用就是选择通道，如果同一条DMA总线的通道产生了冲突， 那么就由仲裁器根据通道的优先级来决定数据转运的顺序；AHB从设备：DMA本身作为一个外设，他也会有相应的配置寄存器，在图中它连接在了AHB总线上，所以DMA既是总线的矩阵的主动单元可以读写各种存储器，也是被动单元，CPU可以通过系统总线经过总线矩阵和AHB总线对DMA进行配置。

DMA数据转运程序

一、程序功能

​ 主程序定义两个数组DataA和DataB，使用DMA将DataA的数据转运到DataB中

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

二、程序实现

1.复制OLED的工程文件，重命名为08_1DMA数据转运

2.在工程的System目录下新建DMA的.c文件和.h文件

​ 因为DMA不涉及外围硬件电路，所以建在System目录下

3.在MyDMA.c文件中编写DMA初始化函数

​ 由DMA的基本结构图得到初始化步骤

1. RCC开启DMA时钟
2. 配置DMA，初始化结构体
3. 开启DMA

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

//一、RCC开启DMA时钟
//二、配置DMA，初始化结构体
//三、开启DMA，如果想要在初始化之后就立刻使用DMA，就可以在初始化DMA函数中开启DMA
uint16_t MyDMA_Size = 0;
void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size)
{
	MyDMA_Size = Size;
	//一、RCC开启DMA时钟
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
	//二、配置DMA，初始化结构体
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	/* 
	我们这个程序是要把DataA的数据转运到DataB中，这两个数组会被存放在SRAM中，并且地址是不固定的，由
	编译器分配，在配置DMA_PeripheralBaseAddr参数时，不能填入一个绝对地址，而是通过数组名来获取，我
	们把转运数据的源地址放到初始化函数的参数中，这样想转运那个数组就可以将地址传到DMA初始化函数
	的参数中
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;//源数据的起始地址
	/* 
		DMA_PeripheralDataSize_Byte:Byte,字节，就是uint8_t
		DMA_PeripheralDataSize_HalfWord:HalfWord,半字，就是uint16_t
		DMA_PeripheralDataSize_Word:Word,字，就是uint32_t
	由于传递的参数是uint8_t的数组,所以选择第一个
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//源数据的数据宽度
	/*  
		DMA_PeripheralInc_Enable：数据地址自增
		DMA_PeripheralInc_Disable：不自增
		由于转运的是数组，它里面存放的数据地址都是自增的，选第一个
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;//源地址是否自增
	/* 以下三个参数参考上面 */
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;//目的地址
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//数据宽度
	DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//目的地址是否自增
	/*  
		用来指定外设站点是源端还是目的地
		DMA_DIR_PeripheralDST：DST,destination,目的地,就是外设站点作为目的地，方向为存储器到外设
		DMA_DIR_PeripheralSRC：SRC,source,源头，就是外设站点作为源地址，方向为外设到存储器
		我们这里由于是打算把数组A放在外设站点，数组B放在储存器站点，所以是选第二个
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//数据传输方向
	/* 
		读DMA_Init函数的源码，可以知道DMA_BufferSize参数对应的范围是1~65536，所以这个参数应该是
		uint16_t类型，把这个参数提取到MyDMA_Init函数的形参去
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = Size;//缓存区大小，就是传输计数器
	/* 
	这个参数的自动重装和软件触发不能同时使用
	*/
	DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//是否自动重装
	DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;//硬件和软件触发选择
	DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//优先级设置
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStruct);
	
	//三、关闭DMA
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
}

//DMA传输函数，调用一次，DMA转运一次数据
/* 
由于DMA初始化函数里自动重装选择的是不重装，在一次DMA转运完成后，传输计数器清零，所以在DMA传输函数中
要对传输计数器重新赋值，在对传输计数器重新赋值前必须要先失能DMA
*/
void MyDMA_Transfer(void)
{
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);//失能DMA
	/* 
		这个函数的参数就是转运数据的次数，这个参数在DMA初始化函数中定义了，由于这个参数要在两个
	不同的函数中调用，所以需要一个变量来储存，在顶部创建一个MyDMA_Size变量
	*/
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size);//传输计时器重新赋值
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);//使能DMA
	
	//等待转运完成
	while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);
	
	//手动清除标志位
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}

4.MyDMA.h

#ifndef __MYDMA_
#define __MYDMA_

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size);
void MyDMA_Transfer(void);

#endif

5.main.c

#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);
	
	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);
	}
}

作者：delay_134