STM32 LCD-ADC-DMA实验

1.1 STM32 DMA简介

1.2 STM32 DMA的操作

1.DMA的初始化

2. 初始化代码

3. 主函数代码

本文将向大家介绍 STM32 的 DMA。(如有错误，欢迎批评指正) 在本章中，我们将利用 STM32 的 DMA 来实现ADC1通道1内数据传送，并在 TFTLCD 模块上显示传送数据AD的电压值。本章分为以下学习目标：

1.了解什么是DMA

2.懂得操作STM32的DMA

1.1 STM32 DMA简介

DMA，全称为： 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外一个地址空间。当 CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA 控制器来实行和完成。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。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。 DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。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。

STM32 最多有 2 个 DMA 控制器（ DMA2 仅存在大容量产品中）， 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。还有一个仲裁起来协调各个 DMA 请求的优先权。

STM32的DMA有以下一些特性：

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。
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) 。
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。
支持循环的缓冲器管理。
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。
存储器和存储器间的传输。
外设和存储器，存储器和外设的传输
闪存、 SRAM、外设的 SRAM、 APB1 APB2 和 AHB 外设均可作为访问的源和目标。
可编程的数据传输数目：最大为 65536

STM32F103ZET6 有两个 DMA 控制器， DMA1 和 DMA2，本章我们仅针对 DMA1 进行介绍。

从外设（ TIMx、 ADC、 SPIx、 I2Cx 和 USARTx）产生的 DMA 请求，通过逻辑或输入到DMA 控制器，这就意味着同时只能有一个请求有效。外设的 DMA 请求，可以通过设置相应的外设寄存器中的控制位，被独立地开启或关闭。

接下来我们来看一下，DMA 1主要有哪些通道：

这里解释一下上面说的逻辑或，例如通道 1 的几个 DMA1 请求（ ADC1、 TIM2_CH3、 TIM4_CH1），这几个是通过逻辑或到通道 1 的，这样我们在同一时间，就只能使用其中的一个。其他通道也是类似的。

接下来我们来看一下，DMA 2主要有哪些通道：

从上图我们看出 STM32 的 DMA 很多，但大致操作时一样的，这里我们主要讲述ADC DMA 的操作方式。

1.2 STM32 DMA的操作

1.DMA的初始化

DMA配置通道的过程为：

不过呢，我们使用 V3.5 库函数操作的话，我们只需要调用 DMA_Init()函数就可以了。

DMA_Init()函数有两个输入参数：

1) DMA_Channelx：用来选择要初始化的通道参数。我们这里以ADC1为例，查看上
面的 DMA1 的通道表，我们知道ADC 1的 DMA 通道是是通道 1，所以打开ADC1的通道：DMA1_Channel1。

2) DMA_InitStruct：这个是用来设置 DAM 参数的结构，它一共有 11 个成员，它的成员如下：

DMA_PeripheralBaseAddr：外设基地址，也就是你 DMA 要传输数据的目的地，我们是要使用到ADC1，所以设置为ADC1 的地址：(u32)&ADC1->DR（注意是地址）。
DMA_MemoryBaseAddr：内存基地址，也就是你 DMA 要搬运数据的存放的首地址，如果你是定义了一组数组发送，那么就设置为你的数据首地址。
DMA_BufferSize：DMA 通道的缓存大小。即设置一次传输数据量的大小，这个很容易理解。
DMA_PeripheralInc：是否使能外设地址递增。我们直接使用ADC1的发送寄存器，地址不递增，所以设置为： DMA_PeripheralInc_Disable。
DMA_MemoryInc：是否使能内存地址递增。我们发送的数据发送完一位，肯定是发送下一位，所以这里肯定要使能： DMA_MemoryInc_Enable。
DMA_PeripheralDataSize：设置外设数据宽度，ADC保存数组内数据是16位，所以设置为：DMA_PeripheralDataSize_HalfWord。
MA_MemoryDataSize ：内存数据宽度，这里也设置为：DMA_MemoryDataSize_HalfWord。
DMA_Mode：传送模式。DMA 的工作模式又两种，第 1 种是工作在循环缓存模式，也就是将数据一直重复发送，第 2 种工作在正常缓存模式，也就是只将数据传送一次。我们这里设置为循环缓存模式：DMA_Mode_Circular。
DMA_Priority：DMA 的传输顺序是有优先级的，当有两个 DMA 同时使用的时候，优先级高的先发送。而 DMA 的等级一共有四种等级：

                a) 最高优先级
                b) 高优先级
                c) 中优先级
                d) 低优先级我们这里只使用一个 DMA，随便设置就好。

DMA_M2M ：是否使用存储器到存储器模式，我们设置为 DMA_M2M_Disable。

2. 初始化代码

void dma_init()	   //DMA初始化
{
	//结构体定义
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//12M  最大14M 设置ADC时钟（ADCCLK）
	ADC_DeInit(ADC1);

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//ADC  //1
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;	//模拟输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);	  //A


	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; 
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; 
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; 
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; 
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; 
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; 
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
	
	//设置指定ADC的规则组通道，设置它们的转化顺序和采样时间
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5); //1
	
	//内部温度传感器是在ADC1通道16的。
//	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_16,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
//	ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);//打开内部温度传感器使能

	ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);//将ADC与DMA链接在一起
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);	

	ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的ADC的校准寄存器
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态	
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC的校准状态
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取指定ADC的校准程序
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能

	DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr =(u32)&ADC1->DR;//DMA外设地址
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)&adc_data;//DMA内存地址
	DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;//外设作为数据传输的来源
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=1;//指定DMA通道的DMA缓存的大小
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址寄存器递增
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_PeripheralInc_Enable;//内存地址寄存器递增
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外设数据宽度16  
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//存储数据宽度16
	DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;//工作在循环缓存模式	 
	DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High;//DMA通道x拥有高优先级
	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(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure);	//ADC1在DMA1通道1内
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);//使能DMA1
}

3. 主函数代码

int main()			  
{	
	u16 value;
	u8 i,j,dat[6];
	float ad;
	dma_init();	  //DMA初始化 
	TFT_Init();	 //TFT彩屏初始化
	LED_Init();	  //端口初始化
	printf_init();	//printf初始化
	TFT_ClearScreen(BLACK);	   //清屏
	GUI_Show12ASCII(10,10,"This is a ADC1-DMA1 Check!",YELLOW,BLACK);
	GUI_Show12ASCII(10,27,"PA1 is AD Input!",YELLOW,BLACK);
	GUI_Show12ASCII(10,100,"The AD Volage is:",YELLOW,BLACK);
	while(1)
	{
		value=0;
		for(i=0;i<10;i++)//读取10次的AD数值取其平均数较为准确	
		{
			value=value+adc_data[0];		
		}
		delay_ms(500);
		value=value/10;
		ad=value*3.3/4095;
		value=(u16)(ad*100);
		dat[0]=value/100+0x30;
		dat[1]='.';
		dat[2]=value%100/10+0x30;
		dat[3]=value%100%10+0x30;
		dat[4]='V';
		dat[5]='\0';
		GUI_Show12ASCII(160,100,dat,YELLOW,BLACK);
		if(j>1)
		{
			j=0;
			GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);
		}
		else
		{
			j++;
			GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);
		} 
								
	}			
}