前言

DMA控制器的使用是提升STM32数据传输效率的一个重要途径

1、什么是DMA控制器

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。

2、DMA控制器的工作流程及特性

▲DMA控制器工作流程

工作流程：
从外设数据寄存器或者从当前外设/存储器地址寄存器指示的存储器地址取数据，第一次传输时的开始地址是DMA_CPARx或DMA_CMARx寄存器指定的外设基地址或存储器单元；存数据到外设数据寄存器或者当前外设/存储器地址寄存器指示的存储器地址，第一次传输时的开始地址是DMA_CPARx或DMA_CMARx寄存器指定的外设基地址或存储器单元；执行一次DMA_CNDTRx寄存器的递减操作，该寄存器包含未完成的操作数目。
工作流程中涉及寄存器相关信息：
DMA_CPARx(外设（peripheral device）地址寄存器):该寄存器用来存储 STM32 外设的地址，若串口 1，该寄存器须写入 0x40013804（就是&USART1_DR）。
DMA_CMARx(存储器（memory）地址寄存器)：该寄存器是用来放存储器的地址的。编程时可使用SendBuf[5200]数组来做存储器，那么在DMA_CMARx 中写入&SendBuff 即可。
DMA_CNDTRx(传输数据量寄存器):这个寄存器控制 DMA 通道 x 的每次传输所要传输的数据量。其设置范围为 0~65535。并且该寄存器的值会随着传输的进行而减少，当该寄存器的值为 0 的时候就代表此次数据传输已经全部发送完成了。所以可以通过这个寄存器的值来知道当前 DMA 传输的进度。
如果我要在数据传输完成时及时做操作怎么办？
这时候不由得会想起中断这个东西，显然DMA控制器也可以触发中断，而且还有很多种考虑得很周全。

▲DMA-ISR寄存器

若开启了 DMA_ISR 中这些中断，在达到条件后就会跳到中断服务函数里面去。当然也可以通过查询方式来得知事件得发生。
那么这些中断标志位要如何清除呢？

▲DMA-IFCR寄存器

配置通道的寄存器在哪里？
DMA_CCRx(DMA 通道 x 配置寄存器)：该寄存器控制着 DMA 的很多相关信息，包括数据宽度、外设及存储器的宽度、通道优先级、增量模式、传输方向、中断允许、使能等都是通过该寄存器来设置的。所以 DMA_CCRx 是 DMA 传输的核心控制寄存器。

▲外设-通道映射表

总结特性：
●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

3、STM32DMA控制器的初始化流程

1）使能 DMA 时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能 DMA 时钟
2）初始化 DMA 通道 4 参数
void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct)
3）使能串口 DMA 发送
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);
4）使能 DMA1 通道 4，启动传输。
DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);

查询DMA状态相关函数：
查询 DMA 传输通道的状态：FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG);
返回当前 DMA 通道 x 剩余的待传输数据数目：uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

4、软件设计

DMA.c:


DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;u16 DMA1_MEM_LEN;//保存DMA每次数据传送的长度
//DMA1的各通道配置
//这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改
//从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式
//DMA_CHx:DMA通道CHx
//cpar:外设地址
//cmar:存储器地址
//cndtr:数据传输量
void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)
{RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输DMA_DeInit(DMA_CHx);   //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值DMA1_MEM_LEN=cndtr;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设基地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  //数据传输方向，从内存读取发送到外设DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  //工作在正常模式DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输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}
//开启一次DMA传输
void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
{ DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE );  //关闭USART1 TX DMA1 所指示的通道      DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);  //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
}

功能：按下按键使用串口1用DMA1_Channel4传输数据并且显示其传输进度。
main.c:

#define SEND_BUF_SIZE 8200   //发送数据长度,最好等于sizeof(TEXT_TO_SEND)+2的整数倍.u8 SendBuff[SEND_BUF_SIZE];    //发送数据缓冲区
const u8 TEXT_TO_SEND[]={"ALIENTEK WarShip STM32F1 DMA 串口实验"};
......
while(1)
{t=KEY_Scan(0);if(t==KEY0_PRES)//KEY0按下{LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Start Transimit....");LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"   %");//显示百分号printf("\r\nDMA DATA:\r\n");         USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口1的DMA发送      MYDMA_Enable(DMA1_Channel4);//开始一次DMA传输！   //等待DMA传输完成，此时我们来做另外一些事，点灯//实际应用中，传输数据期间，可以执行另外的任务while(1){if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC4)!=RESET)   //判断通道4传输完成{DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);//清除通道4传输完成标志break; }pro=DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel4);//得到当前还剩余多少个数据pro=1-pro/SEND_BUF_SIZE;//得到百分比   pro*=100;      //扩大100倍LCD_ShowNum(30,170,pro,3,16);   }             LCD_ShowNum(30,170,100,3,16);//显示100%     LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Transimit Finished!");//提示传送完成}i++;delay_ms(10);if(i==20){LED0=!LED0;//提示系统正在运行   i=0;}
}
......

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3、STM32DMA控制器的初始化流程

4、软件设计

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