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分类: 嵌入式

2014-02-11 15:35:41

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DMA 是个非常好的功能,它不但能减轻 CPU 负担,还能提高数据传输速度

STM32 最多有 个 DMA 控制器(DMA2 仅存在大容量产品中),DMA1 有 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 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 个事件标志(DMA  半传输,DMA 传输完成和 DMA 传输出错),这 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 SRAMAPB1 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

库函数下 DMA1 通道 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 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,这个很容易理解,下面我们主要看看第二个参数。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;

uint32_t DMA_MemoryBaseAddr; 

uint32_t DMA_DIR; 

uint32_t DMA_BufferSize; 

uint32_t DMA_PeripheralInc; 

uint32_t DMA_MemoryInc; 

uint32_t DMA_PeripheralDataSize;

uint32_t DMA_MemoryDataSize; 

uint32_t DMA_Mode; 

uint32_t DMA_Priority; 

uint32_t DMA_M2M; 

}DMA_InitTypeDef;

第一个参数 DMA_PeripheralBaseAddr 用来设置 DMA 传输的外设基地址,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 的地址,表示方法为&USART1->DR

第二个参数 DMA_MemoryBaseAddr 内存基地址,也就是我们存放 DMA 传输数据的内存地址。

第三个参数 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

第四个参数 DMA_BufferSize 设置一次传输数据量的大小

第五个参数 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

第六个参 数 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

第七个参数 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 位 字 节 传 输 , 所 以 值 设 置 为DMA_PeripheralDataSize_Byte

第八个参数 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

第九个参数 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。

第十个参数是设置 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。

第 十 一 个 参 数 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

实例代码:

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

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_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_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使能串口 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 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 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 还有多少个数据没有传输,方法是:

DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);

点击(此处)折叠或打开

  1. DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

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

  10. void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
  11. {
  12.     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);    //使能DMA传输
  13.     DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
  14.     DMA1_MEM_LEN=cndtr;
  15.     
  16.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外设ADC基地址
  17.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA内存基地址
  18.     DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向,从内存读取发送到外设
  19.     DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr; //DMA通道的DMA缓存的大小
  20.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
  21.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
  22.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
  23.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
  24.     DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常缓存模式
  25.     DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
  26.     DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
  27.     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
  28. }

  29. //开启一次DMA传输
  30. void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
  31. {
  32.     DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道
  33.      DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel4,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小
  34.      DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
  35. }

点击(此处)折叠或打开

  1. u8 SendBuff[5200];
  2. 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.

  3. USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送
  4.     
  5.     MYDMA_Enable(DMA1_Channel4);//开始一次DMA传输!    
  6.     if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)!=RESET)    //判断通道4传输完成
  7.         {
  8.             DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);//清除通道4传输完成标志
  9.             break;
  10.         }
  11.         pro=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);

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