前言

本章介绍使用STM32CubeMX对DMA进行配置的方法，DMA的原理、概念和特点，配置各个步骤的功能，并通过串口DMA传输实验方式验证。

一、什么是DMA？

DMA（Direct Memory Access），即直接存储器访问。 DMA 传输方式无需 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的过程，通过硬件为 RAM 与 I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路，能使 CPU 的效率大为提高。

STM32F103 内部有 2 个 DMA 控制器(DMA2 仅存大容量产品中)， DMA1 有 7 个通道。DMA2 有 5 个通道。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。还有一个仲裁器来协调各个 DMA 请求的优先权。

DMA框架图如下：
在这里插入图片描述
① DMA 请求：外设想要通过 DMA 来传输数据，必须先给 DMA 控制器发送 DMA 请求， DMA 收到请求信号之后，控制器会给外设一个应答信号，当外设应答后且 DMA 控制器收到应答信号之后，就会启动 DMA 的传输，直到传输完毕。这里可以看到SPI，TIM，UASRT，I2C，ADC等外设都可以使用DMA。

下面是F103各个外设和总线对应的DMA通道：
DMA1请求映射表
DMA2请求映射表
② 通道：DMA 具有 12 个独立可编程的通道，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，每个通道对应不同的外设的 DMA 请求。虽然每个通道可以接收多个外设的请求，但是同一时间只能接收一个，不能同时接收多个。

③ 仲裁器：当发生多个 DMA 通道请求时，就意味着有先后响应处理的顺序问题，这个就由仲裁器管理谁优先执行。

二、实验过程

这里以串口的DMA传输为例，配置过程如下

1.CubeMX配置

在这里插入图片描述
USART1的参数配置如下，波特率115200，传输数据长度为8 Bit，奇偶检验无，停止位1.其他参数默认

使能USART1中断，串口使用DMA方式必须开启中断，否则程序发送一次数据后,不能判断DMA传输是否完成，串口会一直处于busy状态。
在这里插入图片描述
DMA参数配置，发送选择 DMA1 Stream 4通道，方向从存储器到外设，优先级为低。接收选择 DMA1 Stream 5通道，方向从外设到存储器。mode设置可以选择Normal表单次传输，传输一次后终止传输，Circular表示循环传输，传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止。此处选择单次传输，Mode为Normal。Data Width:串口数据发送寄存器只能存储8bit,每次发送一个字节，所以数据长度选择Byte。
在这里插入图片描述

2.代码实现

在usart.c文件后面添加如下代码，代码中添加了#ifdef宏定义进行条件编译，如果使用GUNC编译，则PUTCHAR_PROTOTYPE 定义为int __io_putchar(int ch)函数，否则定义为int fputc(int ch, FILE *f)函数。

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#ifdef __GNUC__
  /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
     set to 'Yes') calls __io_putchar() */
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
 
  return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

main函数如下，每秒串口打印一次：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t aTxMessage[] = "\r\n****DMA Serial  communication***\r\n";
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
		HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)aTxMessage, sizeof(aTxMessage));

    	HAL_Delay(1000);

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}