STM32（11）——DMA

简介：

　　DMA：Direct Memory Access，直接存储器访问。DMA传输数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当CPU初始化这个传输动作，传输动作本身就是DMA控制器来实现和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。这样的操作并没有让处理器的工作拖延，反而可以重新排程去处理其他的工作。

　　DMA传输对高效的嵌入式系统算法和网络是很重要的，DMA的传输无需CPU直接控制传输数据的通路，能使CPU的效率大大提高，DMA是一个非常好的功能，它不仅减轻了CPU的负担还提高了数据传输速率。

　　STM32最多有2个DMA控制器（DMA仅存在于大容量产品中），DMA挂载的时钟为AHB总线,其时钟为72Mhz，所以可以实现高速数据搬运。，DMA1有7个通道。DMA2有5个通道。每个通道管理一个或多个来自外设存储器访问的请求，还有一个仲裁起来协调各个DMA请求的优先权。

　　

　　STM32的DMA有以下一些特征：

1. 每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求，每个通道都同样支持软件触发。这些功能通过软件来配置。
2. 在七个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级：很高、高、中等和低)，假如在相等优先权时由硬件决定(请求 0 优先于请求 1，依此类推)
3. 独立的源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字)，模拟打包和拆包的过程。源和目标地址必须按数据传输宽度对齐。
4. 支持循环的缓冲器管理。
5. 每个通道都有 3 个事件标志(DMA  半传输，DMA 传输完成和 DMA 传输出错)，这 3 个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求。
6. 存储器和存储器间的传输
7. 外设和存储器，存储器和外设的传输
8. 闪存、SRAM、外设的 SRAM、APB1 APB2 和 AHB 外设均可作为访问的源和目标。
9. 可编程的数据传输数目：最大为 65536

库函数下DMA1通道4的配置步骤：

1.使能 DMA 时钟

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);  //使能 DMA 时钟

2.初始化 DMA 通道 4 参数　　

　　DMA 通道配置参数种类比较繁多，包括内存地址，外设地址，传输数据长度，数据宽度，通道优先级等等。这些参数的配置在库函数中都是在函数 DMA_Init 中完成，下面我们看看函数定义：

void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct)

　　函数的第一个参数是指定初始化的 DMA 通道号；第二个参数，跟其他外设一样，同样是通过初始化结构体成员变量值来达到初始化的目的，下面我们来看看 DMA_InitTypeDef 结构体的定义：

   typedef struct
{
uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr;
//用来设置DMA的传输外设基地址，比如要进行串口DMA传输，那么外设基地址为串口接受发送数据存储器USART1->DR
uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;
//为内存基地址，也就是我们存放DMA传输数据的内存地址
uint32_t DMA_DIR;
/*设置数据传输方向，决定是从外设读取数据到内存还送从内存读取数据发送到外设，也就是外设是源地还是目的地，
这里我们设置为从内存读取数据发送到串口，所以外设自然就是目的地了，所以选择值为 DMA_DIR_PeripheralDST。*/
uint32_t DMA_BufferSize;       //设置一次传输数据量的大小
uint32_t DMA_PeripheralInc;
/*设置传输数据的时候外设地址是不变还是递增。如果设置为递增，那么下一次传输的时候地址加 1，
这里因为我们是一直往固定外设地址&USART1->DR发送数据，所以地址不递增，值为 DMA_PeripheralInc_Disable；*/
uint32_t DMA_MemoryInc;
/*设置传输数据时候内存地址是否递增。 这个参数 和DMA_PeripheralInc 意思接近，
只不过针对的是内存。这里我们的场景是将内存中连续存储单元的数据发送到串口，
毫无疑问内存地址是需要递增的，所以值为 DMA_MemoryInc_Enable。*/
uint32_t DMA_PeripheralDataSize;
/*用来设置外设的数据长度是为字节传输（8bits），半字传输(16bits)还是字传输(32bits)，
这里我们是8位字节传输，所以值设置为DMA_PeripheralDataSize_Byte。*/
uint32_t DMA_MemoryDataSize;
/*是用来设置内存的数据长度，和第七个参数意思接近，这里我们同样设置为字节传输 DMA_MemoryDataSize_Byte。*/
uint32_t DMA_Mode;
/*用来设置 DMA 模式是否循环采集，也就是说，比如我们要从内存中采集64个字节发送到串口，如果设置为重复采集，
那么它会在 64 个字节采集完成之后继续从内存的第一个地址采集，如此循环。这里我们设置为一次连续采集完成之后不循环。
所以设置值为 DMA_Mode_Normal。在我们下面的实验中，如果设置此参数为循环采集，那么你会看到串口不停的打印数据，
不会中断，大家在实验中可以修改这个参数测试一下。*/
uint32_t DMA_Priority;
/*设置 DMA 通道的优先级，有低，中，高，超高三种模式，这里我们设置优先级别为中级，
所以值为 DMA_Priority_Medium。如果要开启多个通道，那么这个值就非常有意义。*/
uint32_t DMA_M2M;
/*设置是否是存储器到存储器模式传输，这里我们选择DMA_M2M_Disable。*/
}DMA_InitTypeDef;

　　实例代码：要配置的有DMA传输通道选择，传输的成员和方向、普通模式还是循环模式等等

void DMA_Configuration(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_DeInit(DMA1_Channel4);//串口1的DMA传输通道是通道4
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = &USART1->DR;   //DMA 外设 ADC 基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;   //DMA 内存基地址  ,DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SendBuff;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;   //从内存读取发送到外设
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 64;   //DMA 通道的 DMA 缓存的大小  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;//传输大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不变
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;   //内存地址递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //8 位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 8 位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;   //工作在正常缓存模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA 通道  x 拥有中优先级
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;   //非内存到内存传输
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);   //根据指定的参数初始化
}　

3.使能DMA发送　

　　进行 DMA 配置之后，我们就要开启串口的 DMA 发送功能，使用的函数是：　

USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);

　　如果是要使能串口 DMA 接受，那么第二个参数修改为 USART_DMAReq_Rx 即可。

4.使能 DMA1 通道 4，启动传输

　　使能串口 DMA 发送之后，我们接着就要使能 DMA 传输通道：

DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);

　　通过以上 3 步设置，我们就可以启动一次 USART1 的 DMA 传输了

5.查询 DMA 传输状态

　　在 DMA 传输过程中，我们要查询 DMA 传输通道的状态，使用的函数是：

FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG)

　　比如我们要查询 DMA 通道 4 传输是否完成，方法是：

DMA_GetFlagStatus(DMA2_FLAG_TC4);

　　这里还有一个比较重要的函数就是获取当前剩余数据量大小的函数：

uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx)

　　比如我们要获取 DMA 通道 4 还有多少个数据没有传输，方法是：

DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);　

总例程：

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

u16 DMA1_MEM_LEN;//保存DMA每次数据传送的长度
//DMA1的各通道配置
//这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改
//从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式
//DMA_CHx:DMA通道CHx
//cpar:外设地址
//cmar:存储器地址
//cndtr:数据传输量 

void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
{
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);    //使能DMA传输
    DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
    DMA1_MEM_LEN=cndtr;

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外设ADC基地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA内存基地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向，从内存读取发送到外设
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA缓存的大小
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常缓存模式
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器
}

//开启一次DMA传输
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
{
    DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
     DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小
     DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
}

u8 SendBuff[5200];
MYDMA_Config(DMA1_Channel4,(u32)&USART1->DR,(u32)SendBuff,5168);//DMA1通道4,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度5168.

USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送 

    MYDMA_Enable(DMA1_Channel4);//开始一次DMA传输！
    if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)!=RESET)    //判断通道4传输完成
        {
            DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);//清除通道4传输完成标志
            break;
        }
        pro=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);

　　补充：

1、DMA的配置

要配置的有DMA传输通道选择，传输的成员和方向、普通模式还是循环模式等等。

void DMA_Configuration(void)
{
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    //DMA设置：
    //设置DMA源：内存地址&串口数据寄存器地址
    //方向：内存-->外设
    //每次传输位：8bit
    //传输大小DMA_BufferSize=SENDBUFF_SIZE
    //地址自增模式：外设地址不增，内存地址自增1
    //DMA模式：一次传输，非循环
    //优先级：中
    DMA_DeInit(DMA1_Channel4);//串口1的DMA传输通道是通道4
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_DR_Base;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)SendBuff;
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;//外设作为DMA的目的端
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;//传输大小
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不增加
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址自增1
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

    //DMA_Mode_Normal（只传送一次）, DMA_Mode_Circular （不停地传送）
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//(DMA传送优先级为中等)
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);
}

注：

1、传输通道：通过查表，串口1的发送对应的是DMA的通道4，所以此处选择通道4.

2、DMA传输方式：

（1） DMA_Mode_Normal，正常模式，当一次DMA数据传输完后，停止DMA传送，对于上例而言，就是DMA_PeripheralDataSize_Byte个字节的传送完成后，就停止传送。

（2） DMA_Mode_Circular

循环模式，当传输完一次后，重新接着传送，永不停息。

2、外设的DMA方式设置

将串口1设置成DMA模式：

每一个外设都有一个类似以下的一个DMA调用函数：xxx_DMACmd();

USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);//发送就为USART_DMAReq_Tx；读取就为USART_DMAReq_Rx

3、待传输数据的定义和初始化

#define SENDBUFF_SIZE   10240
vu8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];

    for(i=0;i<sendbuff_size;i++)
    {
        SendBuff[i] = i%10+'0';
    }
4、开始DMA传输（使能对应的DMA通道）
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);

5、DMA传输的完成

 while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4) == RESET)
 {
       LED_1_REV;      //LED翻转
       Delay();        //浪费时间
 }

当传输完成后，就会跳出上面的死循环。

当然，使用串口作为外设的时候，还需要对串口进行初始化。