初学stm32 --- DMA直接存储器

news2025/1/10 5:47:37

DMA介绍

STM32F1 DMA框图

DMA处理过程

DMA通道

DMA优先级

DMA相关寄存器介绍 F1

DMA通道x配置寄存器（DMA_CCRx）

DMA中断状态寄存器（DMA_ISR）

DMA中断标志清除寄存器（DMA_IFCR）

DMA通道x传输数量寄存器（DMA_CNDTR）

DMA通道x外设地址寄存器（DMA_CPARx）

DMA通道x存储器地址寄存器（DMA_CMARx）

DMA相关HAL库驱动介绍

以DMA方式传输串口数据配置步骤

DMA介绍

DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。

DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间。（数据搬运工）

DMA传输无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场过程，通过硬件为RAM和IO设备开辟一条直接传输数据的通道，使得CPU的效率大大提高

作用：为CPU减负

传输方向：内存--->外设、外设--->内存、内存--->内存

STM32F1 DMA框图

①，DMA请求：

DMA传输数据，先向DMA控制器发送请求

②，DMA通道：

不同外设向DMA的不同通道发送请求

DMA1有7个通道，DMA2有5个通道

③，DMA优先级：

多个DMA通道同时发来请求时，就有先后响应处理的顺序问题，这个由仲裁器管理

（优先级管理也分软件阶段和硬件阶段）

注意：DMA2仅存在大容量产品和互联型产品

DMA处理过程

DMA通道

DMA1

每个通道用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。且都有一个仲裁器，用于处理DMA请求间的优先级。

DMA优先级

仲裁器管理DMA通道请求分为两个阶段：软件阶段(1)、硬件阶段(2)

第一阶段（软件阶段）：每个通道的优先级可在DMA_CCRx寄存器中设置，有四个等级：最高、高、中和低优先级。

第二阶段（硬件阶段）：如果两个请求有相同软件优先级，较低编号的通道比较高编号的通道有较高的优先级。

（大容量芯片中，DMA1控制器拥有高于DMA2控制器的优先级）

注意：多个请求通过逻辑或输入到DMA控制器，只能有一个请求有效。

DMA相关寄存器介绍 F1

DMA通道x配置寄存器（DMA_CCRx）

主要设置:

是否为存储器到存储器模式：MEM2MEM

数据传输方向：DIR

通道优先级：PL[1:0]

循环模式：CIRC

外设/存储器增量模式：PINC/MINC

外设/存储器数据宽度：PSIZE[1:0]/MSZE[1:0]

使能中断：TEIE传输错误中断、HTIE半传输中断、TCIE传输完成中断

开启通道：EN

DMA中断状态寄存器（DMA_ISR）

注意：当设置了允许中断时，将会产生中断

DMA中断标志清除寄存器（DMA_IFCR）

DMA通道x传输数量寄存器（DMA_CNDTR）

最大数据传输数目：65535

非循环模式下传输结束后，要开始新的DMA传输，需要在关闭DMA通道情况下，在该寄存器中重新写入传输数目。

DMA通道x外设地址寄存器（DMA_CPARx）

DMA通道x存储器地址寄存器（DMA_CMARx）

DMA相关HAL库驱动介绍

DMA外设相关结构体：DMA_HandleTypeDef 和 DMA_InitTypeDef

以DMA方式传输串口数据配置步骤

(USART1_TX DMA1_CH4)

1、使能DMA时钟

__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE

2、初始化DMA

HAL_DMA_Init函数初始化DMA相关参数

__HAL_LINKDMA函数连接DMA和外设

3、使能串口的DMA发送，启动传输

HAL_UART_Transmit_DMA

查询DMA传输状态

__HAL_DMA_GET_FLAG 查询通道传输状态

__HAL_DMA_GET_COUNTER 获取当前传输剩余数据量

DMA中断使用

HAL_NVIC_EnableIRQ

HAL_NVIC_SetPriority

编写中断服务函数 xxx_IRQHandler

在使用DMA来搬运数据到串口UART中，需要注意的事项

将 DMA 与 USART1 连接：

__HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);

__HAL_LINKDMA 宏用于将 DMA 句柄 (g_dma_handle) 与 USART1 的发送 DMA (hdmatx) 进行关联。这确保了 DMA 在发送数据时能够正确地与 UART1 进行交互。

启动 UART 的 DMA 传输：

HAL_UART_Transmit_DMA(&g_uart1_handle, g_sendbuf, SEND_BUF_SIZE);

使用 HAL_UART_Transmit_DMA 启动 UART 数据的 DMA 传输，其中 g_sendbuf 是待发送的数据缓冲区，SEND_BUF_SIZE 是数据的大小。

等待 DMA 传输完成：

while (1)
{
    if ( __HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TC4))   /* 等待 DMA1_Channel4 传输完成 */
    {
        __HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TC4);
        HAL_UART_DMAStop(&g_uart1_handle);  /* 传输完成以后关闭串口DMA */
        break;
    }