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【STM32】DMA数据转运（存储器到存储器）

作者：码创造者 | 2024-08-10 19:15:36

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本篇博客重点在于标准库函数的理解与使用，搭建一个框架便于快速开发

DMA简介

DMA（Direct Memory Access）直接存储器存取，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，无须CPU干预。这使CPU可以去做其他复杂的事情。
12个独立可配置的通道： DMA1（7个通道）， DMA2（5个通道）
每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发

STM32F103C8T6 DMA资源：DMA1（7个通道），具体DMA资源可以查看参考手册

DMA框图

DMA时钟使能

已知DMA在AHB总线（如图）

由RCC时钟树知，应使能外部时钟

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

DMA初始化

外设和存储器只是个名字，我们要确定数据从哪里来到哪里去，配置数据来源和去向的地址即可

实现外设存储器，存储器到存储器，存储器到外设的转运

转运起始和终止的地址

闪存、SRAM、外设的SRAM、APB1、APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标


    //地址均为32位
 
	//外设存储器的基地址
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;
	//外设存储器的指针自增使能（转运后将地址指向下一个数据）  Enable-自增  Dissable-不自增 
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;
 
	//存储器的基地址
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;
	//存储器的指针自增使能（转运后将地址指向下一个），与外设存储器一样来理解
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

一次转运次数结束后，自增的指针也会回到最初的位置，以便下一次转运。

转运并不会把原有数据拿走，是复制了一份

在传输过程中，当开启通道(DMA_CCRx的EN=1)时，不能写更改地址。需关闭通道后再更改地址。

转运方向

DMA_DIR_PeripheralDST	peripheral： source	存储器到外设
DMA_DIR_PeripheralSRC	peripheral ： destination	外设到存储器

外设和存储器只是个名字而已，重要的是你填的地址


	//转运方向:外设到存储器还是存储器到外设
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

数据宽度

外设和存储器的传输宽度

字节（Byte）	8位
半字（HalfWord）	16位
全字（Word）	32位


	//外设存储器的数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
	//储存器的数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

传输次数

可编程的数据传输数目：0~65535

这个寄存器只能在通道不工作(DMA_CCRx的EN=0)时写入。通道开启后该寄存器变为只读，指示剩余的待传输字节数目。寄存器内容在每次DMA传输后递减。数据传输结束后，寄存器的内容或者变为0；或者当该通道配置为自动重加载模式时，寄存器的内容将被自动重新加载为之前配置时的数值。当寄存器的内容为0时，无论通道是否开启，都不会发生任何数据传输

每转运一次就会减去一，为0停止


	//转运次数
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;

转运触发方式

每个通道都同样支持软件触发，每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求。

软件触发：

软件触发常用于存储器与存储器之间转运，其不能与循环模式同时使用


//软件触发使能  
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;

硬件触发

硬件生成DMA请求常用于非存储器与存储器之间转运，其能与循环模式同时使用


 
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //软件触发不使能 （硬件触发，需调用对应外设请求）
 
//然后再使能外设到DMA的请求的函数，比如ADC
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

如上面DMA框图所示，由外设发出DMA请求

硬件触发请求DMA转运前，需要初始化特定通道，如ADC1的外设请求信号需要DMA1的通道1.

转运模式

DMA_Mode_Normal	正常模式	转运到传输次数为0，停止转运
DMA_Mode_Circular	循环模式	传输次数为0后变为设定值（自动重装）

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;

当通道配置为非循环模式（正常模式）时，传输结束后(即传输次数变为0)将不再产生DMA转运。要开始新的DMA转运，需要在关闭DMA通道的情况下，在DMA_CNDTRx寄存器中重新写入传输次数。

在循环模式下，最后一次传输结束时，DMA_CNDTRx寄存器的内容会自动地被重新加载为其初始数值，内部的当前外设/存储器地址寄存器也被重新加载DMA_CPARx/DMA_CMARx寄存器设定的初始基地址。

通道优先级

在同一个DMA模块上，多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)，优先权设置相等时由硬件决定(请求0优先于请求1，依此类推)

仲裁器

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。还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权。


	//转运通道优先级：有四个
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;

DMA1的通道1


//将上面参数配置到通道1
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

DMA初始化框架


	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

选择开启DMA通道

使能后将开始转运且不可更改转运地址和转运次数，这里先不使能

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);//不开启通道

更改转运次数

进入函数之前，DMA未启动或者已经启动转运了但转运次数为0，如果DMA使能后要更改转运次数，应先失能，更改转运次数后再使能，最后启动转运

调用该函数一次，设置的转运次数变为0，即转运完成


void MyDMA_Transfer(void)
{
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size);//设置DMAx通道y的转运次数
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	
	while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);//等待转运完成
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);//清除转运完成标志位
}

DMA应用实例-存储器到存储器转运

DMA.h


#ifndef __MYDMA_H
#define __MYDMA_H
 
void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size);
void MyDMA_Transfer(void);
 
#endif

DMA.c


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
 
uint16_t MyDMA_Size;
 
void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size)
{
	MyDMA_Size = Size;
	
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
}
 
void 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);
}

main.c


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyDMA.h"
 
uint8_t DataA[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
uint8_t DataB[] = {0, 0, 0, 0};
 
int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	MyDMA_Init((uint32_t)DataA, (uint32_t)DataB, 4);
	
	OLED_ShowString(1, 1, "DataA");
	OLED_ShowString(3, 1, "DataB");
	OLED_ShowHexNum(1, 8, (uint32_t)DataA, 8);
	OLED_ShowHexNum(3, 8, (uint32_t)DataB, 8);
		
	while (1)
	{
		DataA[0] ++;
		DataA[1] ++;
		DataA[2] ++;
		DataA[3] ++;
		
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);
		
		Delay_ms(1000);
		
		MyDMA_Transfer();
		
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);
 
		Delay_ms(1000);
	}
}

代码参考：

STM32入门教程-2023版细致讲解中文字幕_哔哩哔哩_bilibili

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