DMA传输模式
- 前言
- 一、DMA简介
- (一)DMA系统框图
- (二)DMA传输通道
- (三)DMA传输模式
- 1.外设与存储器之间
- 2.存储器与存储器之间
- 3.小结
- 二、使用DMA配置
- 1.打开USART1及DMA模式
- 2.开启串口中断
- 3.生成代码
- 三、修改用户代码
- 总结
前言
DMA(Direct Memory Access)—直接存储器存取,是单片机的一个外设,它的主要功能是用来搬移数据,但是不需要占用 CPU,即在传输数据的时候, CPU 可以干其他的事情,好像是多线程一样。
一、DMA简介
(一)DMA系统框图
上方的框图,我们可以看到STM32内核,存储器,外设及DMA的连接,这些硬件最终通过各种各样的线连接到总线矩阵中,硬件结构之间的数据转移都经过总线矩阵的协调,使各个外设和谐的使用总线来传输数据。
(二)DMA传输通道
在发生一个事件后,外设向DMA控制器发送一个请求信号。DMA控制器根据通道的优先权处理请求。当DMA控制器开始访问发出请求的外设时,DMA控制器立即发送给它一个应答信号。当从DMA控制器得到应答信号时,外设立即释放它的请求。一旦外设释放了这个请求,DMA控制器同时撤销应答信号。DMA传输结束,如果有更多的请求时,外设可以启动下一个周期。
DMA 控制器包含了 DMA1 和 DMA2,其中 DMA1 有 7 个通道, DMA2 有 5 个通道,这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。要注意的是 DMA2 只存在于大容量的单片机中。
注意:
这里的通道仅针对从外设与DMA之间,数据从DMA传输到外设,或者从外设传到DMA。
(三)DMA传输模式
DMA支持数据在外设、存储器之间,存储器与存储器之间,这里的存储器可以是 SRAM 或者是 FLASH。从DMA工作框图和对应的通道,我们可以看出来这这两种工作模式有所不同。
1.外设与存储器之间
在这里我们以串口USART1,使用DMA模式以115200bps或波特率向上位机连续发送数据为例。
还是回到我们刚刚所展示的DMA框图上来分析。
主要流程有:
- USART1外设向DMA发送USART1_TX请求
- DMA 收到请求信号之后,控制器会给外设(USART1)一个应答信号,当外设收到应答后外设立即释放它的请求。一旦外设释放了这个请求,DMA控制器同时撤销应答信号,就会启动 DMA 的传输。
- 通过DMA总线与总线矩阵从存储器(Flash)中取出数据
- 通过DAM1通道4将数据传输到USART1_TX
从内存到外设数据实现流程
当使用DMA模式时,不同外设的DMA通道可通过数据手册找到,在这里我找到USART1_TX的通道为DMA1通道4
2.存储器与存储器之间
当我们使用DMA模式从Flash中取数据写到SRAM中,又是怎么样的呢?
可见,当启动DMA传输模式后,DMA外设通过DMA总线,总线矩阵将Flash中的数据直接写到SRAM中。
3.小结
通过以上的例子,我们可以总结出使用DMA的几种模式
- 从存储器到存储器
- 从外设到存储器
- 从存储器到外设
- 从外设到外设
二、使用DMA配置
下面我们在CubeMx中配置工程,系统、时钟等跳过,只看串口和DMA设置这一块。
1.打开USART1及DMA模式
- 在Pinout&Configuration–Connectivity–USART1–Mode中打开串口1,配置为Asynchronous
- 在同一界面下–DMA setting点击Add
添加USART_RX和USART_TX模式
- 开启USART1的DMA模式
- 选择USART1_TX一栏,配置DMA参数
- 选择USART1_RX一栏,配置DMA参数
2.开启串口中断
在Pinout&Configuration–Connectivity–USART1–NVIC Settings中打开中断
3.生成代码
在完成后续的一些工程配置后,就可以生成代码了。
三、修改用户代码
- 在mian.c文件中定义一个数组
uint8_t Senbuff[] = "Hello windows!\n"; //定义一个数组,将想要发送的数据放到数组中去中去
- 在while循环中添加
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,Senbuff, sizeof(Senbuff));
HAL_Delay(1000);
- 实例演示
下载程序,并打开串口调试助手
总结
STM32CubeMX给我们提供了快速初始化代码的便捷,但与此同时也给我们带来了一些坑(我们要遵守HAL库编写的一些规则),所以在编写编码的前期,我们享受着HAL库的便捷,但是可能会莫名其妙出现bug,一直困扰着你。不过习惯就好,当你踩过的坑多了,下次就少了一个坑,当你一眼能看出错误所在,岂不快哉。
以上若有不当之处,请指教!!!
参考
【STM32】 DMA原理,步骤超细详解,一文看懂DMA
HAL 库 STM32CubeMX 实现串口 DMA 通信