stm32-5-DMA

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发布日期: 2022-06-16

1 DMA简介

DMA(Direct Memory Access, 直接寄存器存取)可以提供外设和存储器或者存储器和存储器之间的高速数据传输，无需CPU干预，节省了CPU的资源。DMA1具有7个独立可配置的通道，而DMA2具有5个，每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发。

实现存储器和存储器之间的数据传输采用软件触发；而外设和存储器的数据传输，由于外设的数据是具有一定规律的，需要采用特定的硬件触发来实现，比如转运ADC数据时我们希望的是ADC转换完成后再进行数据的转运。
存储器映像

2 DMA初始化

DMA可以实现存储器之间和存储器与外设之间的数据运输，即实现外设与存储器、存储器与外设、ROM到RAM之间的数据传输，注意，由于ROM为只读，因而不能DMA实现从RAM到ROM之间的数据传输。初始化时，需要给定起点的地址、终点的地址，而数据宽度则是定义单次运输数据的大小；而地址是否自增是指运输过程中是否需要将指针移到下一个位置。

如果源数据宽度大于目标数据宽度，而舍弃高位写入低位；如果源数据宽度小于目标数据宽度，则目标数据高位为0，源数据写入目标数据低位；当二者相等时则目标数据等于源数据。

传输计数器则是设定传输的次数,每次传输后计数器自减1，当计数器为0时计数器重装且终点地址回到初始地址以开始新一轮的数据转运。对于多规则通道ADC数据运输而言，这里的次数就是指通道数。

当不使用自动重装器时，则DMA在单轮转运结束后便停止，对应ADC中的单次扫描；而使用自动重装器，则DMA会循环传输数据，对应ADC中的连续扫描模式。
DMA进行转运的条件：①DMA使能；②传输计数器大于0；③具有一定的触发信号。当传输计数器等于0时，即使有触发信号也不再进行数据运输，需要先关闭DMA，即失能DMA后给计数器写入大于0的数再重启DMA才能恢复读取。

开启时钟
初始化，包括源、目的地、方向、是否自动重装、触发方式等.
使能DMA

3 DMA库函数实现

开启时钟
初始化

函数1

函数原型: void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);

功能：初始化DMA.DMA_InitStruct指向初始化结构体，定义如下：

typedef struct
{
uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr;    // 外设地址

uint32_t DMA_PeripheralInc;         // 是否自增

uint32_t DMA_PeripheralDataSize;    // 数据宽度

uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;        // 存储器地址

uint32_t DMA_MemoryInc;             // 是否自增

uint32_t DMA_MemoryDataSize;        // 数据宽度

uint32_t DMA_DIR;                   // 传输方向

uint32_t DMA_BufferSize;            // 传输计数器

uint32_t DMA_Mode;                  // 是否重装   

uint32_t DMA_Priority;              // 优先级

uint32_t DMA_M2M;                   // 触发方式        
}DMA_InitTypeDef;

函数2
- 函数原型：void DMA_StructInit(DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);
- 功能：对DMA初始化结构体成员进行初始化，赋值为默认值。
函数3
- 函数原型：void DMA_SetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint16_t DataNumber);
- 功能：单独给计数器写入值

中断配置

函数1
- 函数原型：void DMA_ITConfig(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint32_t DMA_IT, FunctionalState NewState);
- 功能：配置传输完成后是否触发中断
函数2-5
- 函数1：FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG);
- 函数2：void DMA_ClearFlag(uint32_t DMAy_FLAG);
- 函数3：ITStatus DMA_GetITStatus(uint32_t DMAy_IT);
- 函数4：void DMA_ClearITPendingBit(uint32_t DMAy_IT);

使能DMA

函数1
- 函数原型：void DMA_Cmd(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, FunctionalState NewState);
- 功能：开启DMA
函数2
- 函数原型：uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);
- 功能：获取转运结果

代码实现

uint16_t MyDMA_Size;

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB， uint8_t Size){
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructrue;
    DMA_StructInit(&DMA_InitStructrue);
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralBaseAddr = &AddrA;
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryBaseAddr = &AddrB;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    DMA_InitStructrue.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  // 外设为源
    DMA_InitStructrue.DMA_BufferSize = Size;
    MyDMA_Size = Size;
    DMA_InitStructrue.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
    DMA_InitStructrue.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;   
    DMA_InitStructrue.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;    // 软件触发
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructrue);
    
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
}

// 重新开启DMA
viod MyDMA_Transfer(void){
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
    DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size); 
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
    while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);
    DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}

uint8_t a = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
uint8_t b = {0, 0, 0, 0};
int main(void){
    MyDMA_Init((uint32_t)a, (uint32_t)b， 4);
    MyDMA_Transfer();
}

4 ADC+DMA库函数实现

uint6_t AD_Value[4];

void ADC_Init(void){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructrue;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructrue);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_55Cycles5);

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructrue;
    ADC_StructInit(&ADC_InitStructrue);
    ADC_InitStructrue.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructrue.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructrue.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructrue.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructrue.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructrue.ADC_NbrOfChannel = 4;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructrue);

    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructrue;
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC->DR;
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    DMA_InitStructrue.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryBaseAddr = AD_Value;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    DMA_InitStructrue.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
    DMA_InitStructrue.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
    DMA_InitStructrue.DMA_BufferSize = 4;
    DMA_InitStructrue.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
    DMA_InitStructrue.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    DMA_InitStructrue.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructrue);

    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET); // 等待复位校准完成
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);      // 获取校准状态
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}