【STM32】使用DMA+SPI传输数据

DMA（Direct Memory Access）：直接存储器访问

一些简单的动作，例如复制或发送，就可以不透过CPU，从而减轻CPU负担

由于本人使用的是正点原子开发板，部分代码取自里面的范例

本篇内容大纲

【1】DMA初步了解

【2】导入相关的库

【3】代码流程

【1】DMA初步了解

DMA可以设定三种传输方式：『外设到存储器』『存储器到外设』『存储器到存储器』（第三种方式仅DMA2能执行）

本篇测试的是『存储器到外设』，下面继续介绍DMA

STM32F4有两个DMA控制器（DMA1、DMA2）

每个控制器有8个数据流（Stream）

然后，每个数据流又有8个通道（Channel）

下面两张张表格，来说明『DMA控制器』『数据流』『通道』所对应的DMA请求映射（request mapping）

以下这图是针对STM32F4的，其他芯片，例如STM32F1，应该要找各自的说明书，也许表格会有出入

找出我想实现的功能，例如我想用串口1的发送（USART1_TX），在DMA2里面，『Stream = 7』『Channel = 4』 就是我们要的了

/* ------------- 题外话 ------------- */

也许你会发现，为什么会有两个一样的，例如DMA1表格里，【Stream0、Channel0】【Stream2、Channel0】对应的都是SPI3_RX

在网上问人后，对方是和我说，这是解决唯一拥有的情况，例如只有DMA2有SDIO功能，如果你同时又要使用SPI，那么可以用DMA1来配合SPI

/* -------------------------------- */

【2】导入相关的库

因为本篇测试的是『存储器到外设』

先看看有没有所需外设的文件，例如stm32f4xx_usart.c，没有的话参考下面的图片来导入，以本篇来说，需要导入的外设是stm32f4xx_spi.c

接下来，由于我们要使用DMA，所以也要导入stm32f4xx_dma.c

导入完成后，我们先打开 stm32f4xx_dma.h 这个头文件，可以看到一些设定的函数，例如初始化之类的

要设置时，基本上所要调用的函数就在这里了，而下方红框是中断和标志相关的函数

为什么说基本上？那是因为还有一小部分的设定，要在别的地方找

假设我们要使用USART（上面已经添加库了：stm32f4xx_usart.c）

找一下stm32f4xx_USART.h这个头文件，通过搜寻dmacmd，就会找到使能函数（USART_DMACmd）

因为本篇使用SPI，但由于我懒得改图了，只要找到stm32f4xx_SPI.h这个头文件

就会发现关于DMA的函数，void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq, FunctionalState NewState)

【3】代码流程

在main里，大致的流程是这样的

（1）首先初始化外设，这里以SPI为例（spi3_init）

（2）执行DMA的初始化（MYDMA_Config）

（3）在你需要执行传送数据的地方，执行数据的传送，这里是直接写在while(1)里面了

（4）做完一次的DMA，要把相关的标志清0

int main(void)
{
     SPI3_Init(); // 串口初始化
     MYDMA_Config(DMA1_Stream5,DMA_Channel_0,(u32)&SPI3->DR,(u32)SendBuff,SEND_BUF_SIZE); // DMA初始化
     while(1)
     {
          SPI_I2S_DMACmd(SPI3, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE); // 使能DMA发送
          MYDMA_Enable(DMA1_Stream5,SEND_BUF_SIZE); // 执行一次的DMA发送
          if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream5,DMA_FLAG_TCIF5)!=RESET)) //等待DMA传输完成
              DMA_ClearFlag(DMA1_Stream5,DMA_FLAG_TCIF5); // 清除标志
     }
}

先不要在意里面的参数，下面会详解，DMA的使用，大致的流程就是这样

下面详解这5个函数的内容，判断式就不解释了

SPI3_Init()

void SPI3_Init(void)
{
　　GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
　　SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

　　RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);//使能GPIOC时钟
　　RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, ENABLE);//使能SPI3时钟

　　// PC10：SPI3_SCK
　　// PC11：SPI3_MISO
　　// PC12：SPI3_MOSI
　　// PB3：SPI1_SCK、SPI3_SCK
　　// PB4：SPI1_MISO、SPI3_MISO
　　// PB5：SPI1_MOSI、SPI3_MOSI
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12;//PC10~12复用功能输出
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
　　GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
　　GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
　　GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化

　　GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_SPI3); //PC10复用为 SPI3
　　GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_SPI3); //PC11复用为 SPI3
　　GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_SPI3); //PC12复用为 SPI3

　　SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
　　SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;		//设置SPI工作模式:设置为主SPI
　　SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
　　SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;		//串行同步时钟的空闲状态为高电平
　　SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;	//串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
　　SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
　　SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为8
　　SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
　　SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
　　SPI_Init(SPI3, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

　　SPI_Cmd(SPI3, ENABLE); //使能SPI外设
}

SPI一开始要使能的就是时钟

其次，找到SPI能复用的引脚，这里用的是SPI3，PC10、11、12

后续一堆的SPI_InitStructure开头的，就是在做SPI相关的初始化

这部分就不详解了，SPI的知识网上有很多介绍的，例如什么是CPOL，什么又是CPHA，这些都是重点

倒数第二行执行SPI_Init来初始化

最后一行使能外设

MYDMA_Config(DMA1_Stream5,DMA_Channel_0,(u32)&SPI3->DR,(u32)SendBuff,SEND_BUF_SIZE)

void MYDMA_Config(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u32 chx,u32 par,u32 mar,u16 ndtr)
{ 

　DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;

　if((u32)DMA_Streamx>(u32)DMA2)//得到当前stream是属于DMA2还是DMA1
　{
　　　　RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2,ENABLE);//DMA2时钟使能 	
　}
　else
　{
　　　　RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);//DMA1时钟使能
　}
  DMA_DeInit(DMA_Streamx);

　while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}//等待DMA可配置 

  /* 配置 DMA Stream */
  DMA_InitStructure.DMA_Channel = chx;  //通道选择
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = par;//DMA外设地址
  DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = mar;//DMA 存储器0地址
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;//存储器到外设模式
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ndtr;//数据传输量
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//存储器增量模式
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设数据长度:8位
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//存储器数据长度:8位
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;// 使用普通模式
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//中等优先级
  DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
  DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;//存储器突发单次传输
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;//外设突发单次传输
  DMA_Init(DMA_Streamx, &DMA_InitStructure);//初始化DMA Stream
}

这个函数需要给5个参数

（1）DMA数据流，参照文章一开始的表格，这里使用的是SPI3_TX，对应的是DMA1的数据流5（DMA1_Stream5）

（2）通道，参照文章一开始的表格，这里使用的是SPI3_TX，对应的是DMA1的数据流5的通道0（DMA_Channel_0）

（3）外设地址，使用的是SPI发送（SPI3->DR）

（4）存储器地址，自己定义的一个变量

#define SEND_BUF_SIZE 500

u8 SendBuff[SEND_BUF_SIZE];

（5）传输的数据量，第4点的宏定义，当然，也可以看你要传多少

函数的内容差不多也就那样，都是一些初始化的设定，也就传输方式、优先级、单次传输还是循环之类的

while(1)之前的两个初始化介绍完了，接下来就是while(1)内部的几个函数

SPI_I2S_DMACmd(SPI3, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE)

结果到头来，还是要截这张图。。。这个是库函数，不是我自己写的

参数1：SPI3，因为我测试用的就是SPI3

参数2：发送或是接收，我是发送，所以是SPI_I2S_DMAReq_Tx

参数3：使能请求

MYDMA_Enable(DMA1_Stream5,SEND_BUF_SIZE)

void MYDMA_Enable(DMA_Stream_TypeDef *DMA_Streamx,u16 ndtr)
{

	DMA_Cmd(DMA_Streamx, DISABLE);                      //关闭DMA传输 

	while (DMA_GetCmdStatus(DMA_Streamx) != DISABLE){}	//确保DMA可以被设置  

	DMA_SetCurrDataCounter(DMA_Streamx,ndtr);          //数据传输量  

	DMA_Cmd(DMA_Streamx, ENABLE);                      //开启DMA传输
}

参数1：哪个DMA控制器的哪个数据流，这里是DMA1数据流5（DMA1_Stream5）

参数2：数据量

DMA_ClearFlag(DMA1_Stream5,DMA_FLAG_TCIF5)

参数1：哪个DMA控制器的哪个数据流，这里是DMA1数据流5（DMA1_Stream5）

参数2：图片的1068行，说明了可以用0～7的数据流，我使用的是数据流5，所以要清除的也是数据流5（DMA_FLAG_TCIF5）

第1063～1067行的解释

DMA_FLAG_TCIFx：『数据流x』传输完成标志

DMA_FLAG_HTIFx：『数据流x』半传输完成标志

DMA_FLAG_TEIFx：『数据流x』传输错误标志

DMA_FLAG_DMEIFx：『数据流x』直接模式错误标志

DMA_FLAG_FEIFx：『数据流x』FIFO错误标志

选定自己需要的来清除即可

然后就能实现DMA+SPI了

观看的人，如果能帮到你，这是我的荣幸