stm32之DMA研究详解

2018-7-6 07:39:45 1656 STM32

在做实验之前，首先必须明白什么是DMA，DMA的作用又体现在哪里。DMA，即直接内存存储，在一些数据的传输中，采用DMA方式，从而将CPU解放出来。让
CPU有足够的时间处理其他的事情。
STM32使用DMA的相关操作：
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_Normal;
//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SENDBUFF_SIZE  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：
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
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 = 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。

下面是九九的一个例程，测试过，可以运行！
/******************************************************************************
* 本文件实现串口发送功能（通过重构putchar函数，调用printf；或者USART_SendData()
* 这里是一个用串口实现大量数据传输的例子，使用了DMA模块进行内存到USART的传输
* 每当USART的发送缓冲区空时，USART模块产生一个DMA事件，
* 此时DMA模块响应该事件，自动从预先定义好的发送缓冲区中拿出下一个字节送给USART
* 整个过程无需用户程序干预，用户只需启动DMA传输传输即可
* 在仿真器调试时，可以在数据传输过程中暂停运行，此时DMA模块并没有停止
* 串口依然发送，表明DMA传输是一个独立的过程。
* 同时开启接收中断，在串口中断中将数据存入缓冲区，在main主循环中处理
* 作者：jjldc（九九）
* 代码硬件基于万利199元的EK-STM32F开发板，CPU=STM32F103VBT6
*******************************************************************************/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"
#include "stdio.h"
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define USART1_DR_Base  0x40013804
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
#define SENDBUFF_SIZE 10240
vu8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
vu8 RecvBuff[10];
vu8 recv_ptr;
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void DMA_Configuration(void);
void USART1_Configuration(void);
int fputc(int ch, FILE *f);
void Delay(void);
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description : Main program.
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
u16 i;
#ifdef DEBUG
debug();
#endif
recv_ptr = 0;

RCC_Configuration();
GPIO_Configuration();
NVIC_Configuration();
DMA_Configuration();
USART1_Configuration();

printf("rnSystem Start...rn");
printf("Initialling SendBuff... rn");
for(i=0;i {
      SendBuff = i%10+'0';
}
printf("Initial success!rnWaiting for transmission...rn");
//发送去数据已经准备好，按下按键即开始传输
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_3));

printf("Start DMA transmission!rn");

//这里是开始DMA传输前的一些准备工作，将USART1模块设置成DMA方式工作
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
//开始一次DMA传输！
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);

//等待DMA传输完成，此时我们来做另外一些事，点灯
//实际应用中，传输数据期间，可以执行另外的任务
while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4) == RESET)
{
//       LED_1_REV;    //LED翻转
      Delay();       //浪费时间
}
//DMA传输结束后，自动关闭了DMA通道，而无需手动关闭
//下面的语句被注释
//DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);

printf("rnDMA transmission successful!rn");

/* Infinite loop */
while (1)
{
}
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : 重定义系统putchar函数int fputc(int ch, FILE *f)
* Description : 串口发一个字节
* Input       : int ch, FILE *f
* Output       :
* Return       : int ch
* 这个是使用printf的关键
*******************************************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
//USART_SendData(USART1, (u8) ch);
USART1->DR = (u8) ch;

/* Loop until the end of transmission */
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET)
{
}
return ch;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : Delay
* Description : 延时函数
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
void Delay(void)
{
u32 i;
for(i=0;i<0xF0000;i++);
return;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description : 系统时钟设置
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
//使能外部晶振
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
//等待外部晶振稳定
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
//如果外部晶振启动成功，则进行下一步操作
if(HSEStartUpStatus==SUCCESS)
{
      //设置HCLK（AHB时钟）=SYSCLK
      RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
      //PCLK1(APB1) = HCLK/2
      RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
      //PCLK2(APB2) = HCLK
      RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
      //FLASH时序控制
      //推荐值：SYSCLK = 0~24MHz Latency=0
      //       SYSCLK = 24~48MHz  Latency=1
      //       SYSCLK = 48~72MHz  Latency=2
      FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
      //开启FLASH预取指功能
      FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
      //PLL设置 SYSCLK/1 * 9 = 8*1*9 = 72MHz
      RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
      //启动PLL
      RCC_PLLCmd(ENABLE);
      //等待PLL稳定
      while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
      //系统时钟SYSCLK来自PLL输出
      RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
      //切换时钟后等待系统时钟稳定
      while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);

      /*
      //设置系统SYSCLK时钟为HSE输入
      RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_HSE);
      //等待时钟切换成功
      while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x04);
      */
}
//下面是给各模块开启时钟
//启动GPIO
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
                        RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD,
                        ENABLE);
//启动AFIO
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//启动USART1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
//启动DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

}

/*******************************************************************************
* Function Name  : GPIO_Configuration
* Description : GPIO设置
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//PC口4567脚设置GPIO输出，推挽 2M
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
//KEY2 KEY3 JOYKEY
//位于PD口的3 4 11-15脚，使能设置为输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 |
      GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
//USART1_TX
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//USART1_RX
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : NVIC_Configuration
* Description : NVIC设置
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#ifdef  VECT_TAB_RAM
// Set the Vector Table base location at 0x20000000
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
// Set the Vector Table base location at 0x08000000
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
//设置NVIC优先级分组为Group2：0-3抢占式优先级，0-3的响应式优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
//串口接收中断打开
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : USART1_Configuration
* Description : NUSART1设置
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
void USART1_Configuration(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

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_Normal;
//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);
}

需要说明的是，由于DMA传输不需要CPU的参与。
所以在调试的时候会发现，在我们单步停止的时候，串口依然不停地向外发送数据。