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【Alientek STM32 实验15】--DMA实验

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发表于 2010-12-14 23:18:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

3.15 DMA实验

    

这一节我们将向大家介绍STM32DMA。本节将利用STM32DMA来实现串口数据传送,并在TFTLCD模块上显示当前的传送进度。本节分为如下几个部分:

3.15.1 STM32 DMA简介

3.15.2 硬件设计

3.15.3 软件设计

3.15.4 下载与测试

3.15.1 STM32 DMA简介

 

DMA,全称为:Direct Memory Access,即直接存储器访问。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RAMI/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。

STM32最多有2DMA控制器(DMA2仅存在大容量产品中),DMA17个通道。DMA25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。

STM32DMA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SRAMAPB1 APB2AHB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

STM32F103RBT6只有1DMA控制器,DMA1,下面我们就针对DMA1进行介绍。

从外设(TIMxADCSPIxI2CxUSARTx)产生的DMA请求,通过逻辑或输入到DMA控制器,这就意味着同时只能有一个请求有效。外设的DMA请求,可以通过设置相应的外设寄存器中的控制位,被独立地开启或关闭。

DMA1各通道一览表:


                          3.15.1.1 DMA1个通道一览表

这里解释一下上面说的逻辑或,例如通道1的几个DMA1请求(ADC1TIM2_CH3TIM4_CH1),这几个是通过逻辑或到通道1的,这样我们在同一时间,就只能使用其中的一个。其他通道也是类似的。

这里我们要使用的是串口1DMA传送,也就是要用到通道4。接下来,我们介绍一下DMA设置相关的几个寄存器。

第一个是DMA中断状态寄存器(DMA_ISR)。该寄存器的各位描述如下:

 


                         3.15.1.1 寄存器DMA_ISR各位描述

我们如果开启了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,即使没开启,我们也可以通过查询这些位来获得当前DMA传输的状态。这里我们常用的是TCIFx,即通道DMA传输完成与否的标志。注意此寄存器为只读寄存器,所以在这些位被置位之后,只能通过其他的操作来清除。

第二个是DMA中断标志清除寄存器(DMA_IFCR)。该寄存器的各位描述如下:


                             3.15.1.2寄存器DMA_IFCR各位描述

DMA_IFCR的各位就是用来清除DMA_ISR的对应位的,通过写0清除。在DMA_ISR被置位后,我们必须通过向该位寄存器对应的位写入0来清除。

第三个是DMA通道x配置寄存器(DMA_CCRx)(x=1~7,下同)。该寄存器的我们在这里就不贴出来了,见《STM32参考手册》第1089.4.3一节。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_CCRxDMA传输的核心控制寄存器。

第四个是DMA通道x传输数据量寄存器(DMA_CNDTRx)。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。

第五个是DMA通道x的外设地址寄存器(DMA_CPARx)。该寄存器用来存储STM32外设的地址,比如我们使用串口1,那么该寄存器必须写入0x40013804(其实就是&USART1_DR)。如果使用其他外设,就修改成相应外设的地址就行了。

最后一个是DMA通道x的存储器地址寄存器(DMA_CMARx),该寄存器和DMA_CPARx差不多,但是是用来放存储器的地址的。比如我们使用SendBuf[5200]数组来做存储器,那么我们在DMA_CMARx中写入&SendBuff就可以了。

DMA相关寄存器就为大家介绍到这里,此节我们要用到串口1的发送,属于DMA1的通道4,接下来我们就介绍下DMA1通道4的配置步骤:

1)设置外设地址。

设置外设地址通过DMA1_CPAR4来设置,我们只要在这个寄存器里面写入&USART1_DR的值就可以了。该地址将作为DMA传输的目标地址。

2)设置存储器地址。

设置存储器地址,我们通过DMA1_CMAR4来设置,假设我们要把数组SendBuf作为存储器,那么我们在该寄存器写入&SendBuf就可以了。该地址将作为DMA传输的源地址。

3)设置传输数据量。

通过DMA1_CNDTR4来设置DMA1通道4的数据传输量,这里面写入此次你要传输的数据量就可以了,也就是SendBuf的大小。该寄存器的数值将在DMA启动后自减,每次新的DMA传输,都重新向该寄存器写入要传输的数据量。

4)设置通道4的配置信息。

配置信息通过DMA1_CCR4来设置。这里我们设置存储器和外设的数据位宽均为8,且模式是存储器到外设的存储器增量模式。优先级可以随便设置,因为我们只有一个通道被开启了。假设有多个通道开启(最多7个),那么就要设置优先级了,DMA仲裁器将根据这些优先级的设置来决定先执行那个通道的DMA。优先级越高的,越早执行,当优先级相同的时候,根据硬件上的编号来决定哪个先执行(编号越小越优先)。

5)使能DMA1通道4,启动传输。

在以上配置都完成了之后,我们就使能DMA1_CCR4的最低位开启DMA传输,这里注意要设置USART1的使能DMA传输位,通过USART1->CR3的第七位设置。

通过以上5步设置,我们就可以启动一次USART1DMA传输了。

 

3.15.2 硬件设计

 

这一节我们将利用外部按键KEY0来控制DMA的传送,每按一次KEY0DMA就传送一次数据到USART1,然后在TFTLCD模块上显示进度等信息。DS0还是用来做为程序运行的指示灯。

这里我们使用到的硬件资源如下:

1)按键KEY0

2)指示灯DS0

3)TFTLCD液晶显示模块。

这些硬件的电路连接,我们在前面都介绍过了,请大家参阅前面的章节。

 

3.15.3 软件设计

 

打开上一节的工程,首先在HARDWARE文件夹下新建一个DMA的文件夹。然后新建一个dma.c的文件和dma.h的头文件,保存在DMA文件夹下,并将DMA文件夹加入头文件包含路径。

打开dma.c文件,输入如下代码:

#include "dma.h"

//Mini STM32开发板

//DMA驱动代码               

//正点原子@ALIENTEK

//2010/6/7      

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_CHxMA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)

{

   u32 DR_Base; //做缓冲用,不知道为什么.非要不可

   RCC->AHBENR|=1<<0;//开启DMA1时钟

   DR_Base=cpar;

   DMA_CHx->CPAR=DR_Base;      //DMA1 外设地址

   DMA_CHx->CMAR=(u32)cmar; //DMA1,存储器地址

   DMA1_MEM_LEN=cndtr;      //保存DMA传输数据量

   DMA_CHx->CNDTR=cndtr;    //DMA1,传输数据量

   DMA_CHx->CCR=0X00000000;//复位

   DMA_CHx->CCR|=1<<4;  //从存储器读

   DMA_CHx->CCR|=0<<5;  //普通模式

   DMA_CHx->CCR|=0<<6;  //外设地址非增量模式

   DMA_CHx->CCR|=1<<7;  //存储器增量模式

   DMA_CHx->CCR|=0<<8;  //外设数据宽度为8

   DMA_CHx->CCR|=0<<10; //存储器数据宽度8

   DMA_CHx->CCR|=1<<12; //中等优先级

   DMA_CHx->CCR|=0<<14; //非存储器到存储器模式                  

}

//开启一次DMA传输

void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)

{

   DMA_CHx->CCR&=~(1<<0);       //关闭DMA传输

   DMA_CHx->CNDTR=DMA1_MEM_LEN; //DMA1,传输数据量

   DMA_CHx->CCR|=1<<0;          //开启DMA传输

}

该部分代码仅仅2个函数,MYDMA_Config函数,基本上就是按照我们上面介绍的步骤来初始化DMA的,该函数在外部只能修改通道、源地址、目标地址和传输数据量等几个参数,跟多的其他设置只能在该函数内部修改。

MYDMA_Enable函数用来产生一次DMA传输,该函数每执行一次,DMA就发送一次。

保存dma.c,并把dma.c加入到HARDWARE组下,接下来打开dma.h,输入如下内容:

#ifndef __DMA_H

#define   __DMA_H         

#include "sys.h"

//Mini STM32开发板

//DMA驱动代码               

//正点原子@ALIENTEK

//2010/6/7                                                                                      

void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr);//配置DMA1_CHx

void MYDMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx);//使能DMA1_CHx            

#endif

保存dma.h,最后我们在test.c里面修改main函数如下:

u8 SendBuff[5200];

const u8 TEXT_TO_SEND[]={"ALIENTEK MiniSTM32 DMA 串口实验"};    

int main(void)

{        

   u16 i;

   u8 t=0;

   u8 j,mask=0;

   float pro=0;//进度

  Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置

   delay_init(72);            //延时初始化

   uart_init(72,9600); //串口1初始化  

   LED_Init();

   KEY_Init();  

   LCD_Init();

   MYDMA_Config(DMA1_Channel4,(u32)&USART1->DR,(u32)SendBuff,5200);//DMA1通道4,外设为串口1,存储器为SendBuff,长度5200.

 

   POINT_COLOR=RED;//设置字体为蓝色    

   LCD_ShowString(60,50,"Mini STM32");     

   LCD_ShowString(60,70,"DMA USART TEST"); 

   LCD_ShowString(60,90,"ATOM@ALIENTEK");

   LCD_ShowString(60,110,"2010/6/7");

   LCD_ShowString(60,130,"Press KEY0 To Start");

   j=sizeof(TEXT_TO_SEND);      

   for(i=0;i<5200;i++)//填充ASCII字符集数据

    {

          if(t>=j)//加入换行符

          {

                 if(mask)

                 {

                       SendBuff=0x0a;

                       t=0;

                 }else

                 {

                       SendBuff=0x0d;

                       mask++;

                 }     

          }else//复制TEXT_TO_SEND语句

          {

                 mask=0;

                 SendBuff=TEXT_TO_SEND[t];

                 t++;

          }        

    }           

   POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色  

   i=0;

   while(1)

   {

          t=KEY_Scan();

          if(t==1)//KEY0按下

          {

                 LCD_ShowString(60,150,"Start Transimit....");

                 LCD_ShowString(60,170,"   %");//显示百分号

                 printf("\n\nDMA DATA:\n");     

             USART1->CR3=1<<7;          //使能串口1DMA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(DMA1->ISR&(1<<13))//等待通道4传输完成

                       {

                              DMA1->IFCR|=1<<13;//清除通道4传输完成标志

                              break;

                 }

                       pro=DMA1_Channel4->CNDTR;//得到当前还剩余多少个数据

                       pro=1-pro/5200;//得到百分比  

                       pro*=100;      //扩大100

                       LCD_ShowNum(60,170,pro,3,16);      

             }                   

                 LCD_ShowNum(60,170,100,3,16);//显示100%   

                 LCD_ShowString(60,150,"Transimit Finished!");//提示传送完成

          }

          i++;

          delay_ms(1);

          if(i==200)

          {

                 LED0=!LED0;//提示系统正在运行    

                 i=0;

          }               

   }

}

至此,DMA串口传输的软件设计就完成了。

 

3.15.4 下载与测试

 

在代码编译成功之后,我们通过下载代码到ALIENTEK MiniSTM32开发板上,可以看到LCD显示如下内容:

13.15.4.1 DMA串口实验实物测试图

伴随DS0的不停闪烁,提示程序在运行。我们打开串口调试助手,然后按KEY0,可以看到串口显示如下内容:



13.15.4.2    串口收到的数据内容

同时可以看到TFTLCD上显示了进度等信息,如下图所示:

13.15.4.3 DMA串口数据传输中

至此,我们整个DMA串口实验就结束了,希望大家通过这节的学习,掌握STM32DMA的使用。

ALIENTEK MINISTM32 实验15 DMA实验.rar

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DMA实验.pdf

672.16 KB, 下载次数: 813

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发表于 2012-10-20 22:57:15 | 显示全部楼层
原子大哥,我看了你的另外一个库函数版本的例程,DMA实验,但有一个问题不解,就是只能用按键控制发送一次,第二次按按键的时候没的反应。还有就是你的这个代码里面,没有串口的标志位清零,是不是因为这个原因,所以不能重复发送?
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发表于 2012-10-20 23:01:12 | 显示全部楼层
回复【2楼】lihaiping1603:
---------------------------------
可以重复发送的哦。
不是标志位的问题吧,你用的什么时候的代码?
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发表于 2014-1-19 22:57:53 | 显示全部楼层
DMA_IFCR中文的出错了,1是清零。




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