《STM32H7R7开发指南 V1.1 》第三十二章 DMA实验

正点原子运营

第三十二章 DMA实验

1）实验平台：正点原子STM32H7R7开发板

2）章节摘自【正点原子】STM32H7R7开发指南 V1.1

3）购买链接： https://detail.tmall.com/item.htm?id=820823382459

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32h7rx.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32开发板技术交流群：756580169





本章，我们将介绍STM32H7R7的DMA。我们将利用DMA来实现串口数据传送，并在LCD模块上显示当前的传送进度。
本章分为如下几个小节：
32.1 DMA简介
32.2 硬件设计
32.3 程序设计
32.4 下载验证

32.1 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。
STM32H7R7内部有一个GPDMA和一个HPDMA（也可以直接称为DMA）。这两种DMA主要区别是性能的不同，本章我们仅使用到GPDMA，下面来看一下GPDMA的特性：
①双向AHB master接口
②支持外设到存储器、存储器到外设、存储器到存储器和外设到外设传输
③低功耗模式下自主数据传输
④基于4级优先级原则传输仲裁
⑤每个通道都可以生成事件，如有：传输完成、一半传输完成、数据传输错误、用户设置错误、链路传输错误、完成挂起和触发器超限
⑥每个通道中断生成，每个事件单独编程中断启用
⑦16个并发GPDMA通道：
-每个通道FIFO排队源和目的传输
-通道内GPDMA通过可编程链表在存储器中传输链，支持两种执行模式:运行到完成模式和链接步进模式
-通道内和通道间的GPDMA传输链通过可编程的GPDMA输入触发连接到GPDMA任务完成事件
⑧每个通道对应一个链表项：
-可单独编程的源和目的传输
-源和目标之间的可编程数据处理：基于字节的重新排序，打包或拆包，填充或截断，符号扩展和左/右对齐
-可编程的数据字节数从源传输，定义块级别
-线性源和目标寻址：固定或连续递增寻址，在块级编程寻址，在连续突发传输寻址
-2D源和目标寻址：连续突发传输之间的可编程签名地址偏移量(块内的非连续寻址)
-支持散射-收集(多缓冲区传输)，数据交错和去交错通过二维寻址
-可编程GPDMA请求和触发选择
-可编程GPDMA半传输和完整事件传输生成
-指向内存中下一个链表项及其数据结构的指针，具有GPDMA链表控制寄存器的自动更新
⑨Debug：
-通道暂停和恢复支持
-通道状态报告，包括FIFO级别和事件标志
⑩特权/无特权支持：
-支持特权和非特权GPDMA传输，独立的通道级别
-特权感知的AHB slave接口
其它特性，请大家参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第12章。

32.1.1 DMA框图
通过学习GPDMA框图会有一个很好的整体掌握，同时对之后的编程也会有一个清晰的思路。STM32H7R7的GPMDA框图如图32.1.1.1所示：

图32.1.1.1 GPDMA框图

我们把GPDMA的框图大致分为四个部分进行介绍：
①第一部分是通道数据路径和传输输入控制，包括DMA通道请求、DMA触发、DMA通道、DMA仲裁器等。
STM32H7R7的GPDMA不同通道存在一定差异，具体如下表所示：

表32.1.1.1 GPDMA1的通道描述

大家在使用GPDMA前，最好先查询该表，看看选择的通道是否能实现自己想要的功能。
接下来看一下GPDMA硬件请求源，请看下表：

表32.1.1.2 GPDMA硬件请求源

注：该表只是展示了GPDMA部分的硬件请求源，详细的请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的602页，共有109个硬件请求源。
这些硬件请求源可以由用户分配给GPDMA的任意一个通道，通过GPDMA_CxTR2的位REQSEL[6:0]进行配置即可，前提是位SWREQ为0。位SWREQ为1，表示内存到内存传输的软件请求。
接下来看一下GPDMA触发源，请看下表：

表32.1.1.3 GPDMA触发源

注：该表只是展示了GPDMA部分的触发源，详细的请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的606页，共有55个GPDMA触发源。
这些触发源可以由用户分配给GPDMA的任意一个通道，通过GPDMA_CxTR2的位TRIGSEL[5:0]进行配置即可，前提是要先通过位TRIGPOL[1:0]定义了所选触发器是上升沿或者下降沿触发。
②第二部分是传输控制，包括数据传输、Link传输、AHB master端口0、AHB master端口1等。
GPDMA通道支持两种工作模式：
1，直接配置模式，无linked list，GPDMA_CxLLR[31:0]=0
指定数据传输完成后，通道进入IDLE状态，通道可重新配置和使能
2，Linked list模式
run-to-completion 模式
link step 模式
关于这几个模式，请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第12章，里面都有很直观和详细的流程图。篇幅原因就不给大家贴出来了。
③第三部分是AHB从接口，包括GPDMA时钟、在debug模式下停止GPDMA通道信号、GPDMA寄存器等。
④第四部分是GPDMA的各个管理部分，包括中断、事件、通道管理、特权管理、时钟管理等。

32.1.2 DMA寄存器
GPDMA通道x传输寄存器2（GPDMA_CxTR2），（x = 0到15）
GPDMA通道x传输寄存器2（GPDMA_CxTR2）描述如图32.1.2.1所示：

图32.1.2.1 GPDMA通道x传输寄存器2

位REQSEL [6:0]用于选择输出通道x的硬件请求源，H7R7系列有109个硬件请求源，具体请参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的602页。比如：本实验用到串口1的发送，所以要位REQSEL [6:0] = 74即可。
GPDMA通道x状态寄存器（GPDMA_CxSR），（x = 0到15）
GPDMA通道x状态寄存器（GPDMA_CxSR）描述如图32.1.2.2所示：

图32.1.2.2 GPDMA通道x状态寄存器

位IDLEF是空闲标志位。
位TCF是传输完成标志位。
位HTF是传输一半完成标志位。
位DTEF是数据传输错误标志位。
位ULEF是更新链表传输错误标志位。
位USEF是用户设置错误标志位。
位SUSPF是完成暂停标志位。
位TOF是触发超限标志位。
GPDMA通道x标志清除寄存器（GPDMA_CxFCR），（x = 0到15）
GPDMA通道x标志清除寄存器（GPDMA_CxFCR）描述如图32.1.2.3所示：

图32.1.2.3 GPDMA通道x标志清除寄存器

往该寄存器相应的位写1可以清除CxSR寄存器的对应标志位，写0无效。
GPDMA通道x控制寄存器（GPDMA_CxCR），（x = 0到15）
GPDMA通道x控制寄存器（GPDMA_CxCR）描述如图32.1.2.4所示：

图32.1.2.4 GPDMA通道x控制寄存器

位EN用于使能该GPDMA通道，当出现传输错误或者传输完成时，该位由硬件清零。
位[14:8]是对应中断使能位。
位LAP用于设置链表分配的端口。
位PRIO[1:0]用于设置通道传输优先级。
第五个是GPDMA通道x传输寄存器1（GPDMA_ CxTR1）。该寄存器控制着GPDMA的很多参数，包括源和目的数据宽度、源和目的增量模式等。
第六个是GPDMA通道x块寄存器1（GPDMA_ CxBR1）。这个寄存器控制GPDMA通道x每次传输的数据量，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。特别注意，这里是数据项数目，而不是指的字节数。比如设置数据位宽为16位，那么传输一次（一个项）就是2个字节。
第七个是GPDMA通道x源地址寄存器（GPDMA_ CxSAR）。该寄存器用来存储GPDMA搬运数据的源地址，如果外设作为源地址，比如我们要搬运串口1的数据，那么该寄存器必须写入0x40013828（其实就是&USART1_TDR）。如果使用其它外设，就修改成相应外设的地址就行了。
第八个是GPDMA通道x目的地址寄存器（GPDMA_ CxDAR），该寄存器用来存储GPDMA搬运数据的目的地址。如果目的地址是其它外设，直接给该寄存器赋值为其它外设的寄存器就可以了。
GPDMA通道x链表地址寄存器（GPDMA_CxLLR），（x = 0到11）
GPDMA通道x链表地址寄存器（GPDMA_CxLLR）描述如图32.1.2.5所示：

图32.1.2.5 GPDMA通道x链表地址寄存器

位LA[15:2]用于指向下一个链表数据结构的指针（低16位地址有效，该指针编程为32位对齐）。
位ULL是从内存更新GPDMA_CxLLR寄存器。
位UDA是从内存更新GPDMA_CxDAR寄存器。
位USA 是从内存更新GPDMA_CxSAR寄存器。
位UB1是从内存更新GPDMA_CxBR1寄存器。
位UT2是从内存更新GPDMA_CxTR2寄存器。
位UT1 是从内存更新GPDMA_CxTR1寄存器。

32.2 硬件设计

1. 例程功能
本例程包含2个源码：实验21-1 DMA标准模式实验和实验21-2 DMA链表模式实验，它们除了使用的DMA工作模式不一样外，实现的功能是一样的。
每次按下按键KEY0，串口1就会以DMA方式发送数据，同时在LCD上面显示传送进度。打开串口调试助手，可以收到DMA发送的内容。LED0闪烁用于提示程序正在运行。

2. 硬件资源
1）LED灯
       LED0 – PD14
2）独立按键
       KEY0 – PE9
3）串口1(PB14/PB15连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(包括MCU屏和RGB屏,都支持)
5）GPDMA

3. 原理图
DMA属于STM32H7R7内部资源，通过软件设置好就可以了。本实验通过按键KEY0触发使用DMA的方式向串口发送数据，LCD显示传送进度，通过串口上位机可以看到传输的内容。

32.3 程序设计

32.3.1 DMA的HAL库驱动
DMA在HAL库中的驱动代码在stm32h7rsxx_hal_dma.c和stm32h7rsxx_hal_dma_ex.c文件（及其头文件）中。

1. HAL_DMA_Init函数
DMA的初始化函数，其声明如下：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Init(DMA_HandleTypeDef *hdma);

复制代码

函数描述：
用于初始化GPDMA1。
函数形参：
形参1是DMA_HandleTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：

1. typedef struct __DMA_HandleTypeDef
   
2. {
   
3.   DMA_Channel_TypeDef       *Instance;         /* 寄存器基地址 */
   
4.   DMA_InitTypeDef           Init;              /* DAM通道初始化参数 */
   
5.   DMA_InitLinkedListTypeDef InitLinkedList;    /* DMA通道链表初始化参数 */
   
6.   HAL_LockTypeDef           Lock;              /* DMA锁定对象 */
   
7.   uint32_t                  Mode;              /* DMA传输方式 */
   
8.   __IO HAL_DMA_StateTypeDef State;             /* DMA传输状态 */
   
9.   __IO uint32_t             ErrorCode;         /* DMA 错误代码 */
   
10.   void                      *Parent;           /* Parent 对象状态 */
    
11. /* DMA传输完成回调函数指针 */
    
12.   void (* XferCpltCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);     
    
13. /* DMA传输一半完成回调函数指针 */
    
14.   void (* XferHalfCpltCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
    
15. /* DMA传输错误回调函数指针 */
    
16.   void (* XferErrorCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);   
    
17. /* DMA传输中止回调函数指针 */
    
18.   void (* XferAbortCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);   
    
19. /* DMA传输暂停回调函数指针 */
    
20.   void (* XferSuspendCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);  
    
21.   struct __DMA_QListTypeDef  *LinkedListQueue;         /* DMA链表队列 */
    
22. } DMA_HandleTypeDef;

复制代码

这个结构体内容比较多，上面已注释中文翻译，下面列出两个成员说明一下。
*Instance：是用来设置寄存器基地址，例如要使用GPDMA1通道0，那么取值为GPDMA1_Channel0。
Init：用于设置DAM通道初始化参数，是我们接触最多的结构体了。
其它成员变量这里就不做过多讲解。
接下来我们重点介绍Init，它是DMA_InitTypeDef结构体类型变量，该结构体定义如下：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t Request;                       /* 指定DMA通道请求 */
   
4.   uint32_t BlkHWRequest;                  /* 指定DMA通道的块硬件请求模式 */
   
5.   uint32_t Direction;                     /* 指定DMA通道的传输方向 */
   
6.   uint32_t SrcInc;                 /* 指定DMA通道的源增量模式 */
   
7.   uint32_t DestInc;                       /* 指定DMA通道的目标增量模式 */
   
8.   uint32_t SrcDataWidth;                  /* 指定DMA通道的源数据宽度 */
   
9.   uint32_t DestDataWidth;                 /* 指定DMA通道的目标数据宽度 */
   
10.   uint32_t Priority;                      /* 指定DMA通道的优先级 */
    
11.   uint32_t SrcBurstLength;                /* 指定DMA的源突发长度(突发内的节拍数)通道 */
    
12.   uint32_t DestBurstLength;               /* 指定对象的目标突发长度DMA通道 */
    
13.   uint32_t TransferAllocatedPort;        /* 指定传输分配的端口 */
    
14.   uint32_t TransferEventMode;             /* 指定DMA通道的传输事件模式 */
    
15.   uint32_t Mode;                          /* 指定DMA通道的传输模式 */
    
16. } DMA_InitTypeDef;

复制代码

该结构体成员变量非常多，决定了DMA的工作方式。
函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。

2. HAL_DMAEx_List_Init函数
DMA的初始化函数，其声明如下：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_DMAEx_List_Init(DMA_HandleTypeDef *const hdma);

复制代码

函数描述：
以链表的方式初始化DMA通道。
函数形参：
形参1是DMA_HandleTypeDef结构体类型指针变量，该结构体类型指针变量上面已经详细介绍过了，我们介绍下关于链表的结构体成员变量。
InitLinkedList：用于设置DMA通道链表初始化参数，当我们使用DMA链表模式时，就需要配置这个结构体了。
接下来我们重点介绍InitLinkedList，它是DMA_InitLinkedListTypeDef结构体类型变量，该结构体定义如下：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t Priority;          /* 指定DMA通道的优先 */
   
4.   uint32_t LinkStepMode;      /* 指定DMA通道的链路步进模式 */
   
5.   uint32_t LinkAllocatedPort; /* 指定链表为DMA通道分配的端口 */
   
6.   uint32_t TransferEventMode; /* 指定DMA通道的传输事件模式 */
   
7.   uint32_t LinkedListMode;    /* 指定DMA通道的链表传输模式 */
   
8. } DMA_InitLinkedListTypeDef;

复制代码

该结构体成员变量都有详细的配置参数，我们这里不一一介绍，大家可以在对应的stm32h7rsxx_hal_dma_ex.h查找。
函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。

3. HAL_DMAEx_List_BuildNode函数
构建DMA通道节点函数，其声明如下：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_DMAEx_List_BuildNode(DMA_NodeConfTypeDef const *const pNodeConfig, DMA_NodeTypeDef *const pNode);

复制代码

函数描述：
根据DMA_NodeConfTypeDef中指定的参数构建DMA通道节点。
函数形参：
形参1是DMA_NodeConfTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t                    NodeType;           /* 指定DMA通道节点类型。*/
   
4.   DMA_InitTypeDef             Init;               /* 指定DMA通道的基本配置 */
   
5.   DMA_DataHandlingConfTypeDef DataHandlingConfig; /* 指定DMA通道处理通道配置 */
   
6.   DMA_TriggerConfTypeDef      TriggerConfig;      /* 指定DMA通道触发配置 */
   
7.   DMA_RepeatBlockConfTypeDef  RepeatBlockConfig;  /* 指定DMA通道重复块配置 */
   
8.   uint32_t                    SrcAddress;         /* 指定源内存地址 */
   
9.   uint32_t                    DstAddress;         /* 指定目的内存地址 */
   
10.   uint32_t                    DataSize;           /* 指定源数据大小(以字节为单位)*/
    
11. } DMA_NodeConfTypeDef;

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这个结构体内容比较多，上面已注释中文翻译，下面列出两个成员说明一下。
NodeType：是用来指定DMA通道节点类型，GPDMA共有两种寻址类型，可通过DMA_GPDMA_LINEAR_NODE和DMA_GPDMA_2D_NODE这两个参数选择线性寻址节点类型和二维寻址节点类型。
形参2是DMA_NodeTypeDef结构体类型指针变量，用于链表节点结构定义，指向DMA_NodeTypeDef结构体的指针，该结构体包含链表节点寄存器
函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。

以DMA的方式传输串口数据配置步骤

1）使能DMA时钟
DMA的时钟使能是通过AHB1ENR寄存器来控制的，这里我们要先使能时钟，才可以配置DMA相关寄存器。HAL库方法为：

1. __HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE ();         /* GPDMA1时钟使能 */

复制代码

2）初始化DMA
调用HAL_DMA_Init函数（标准模式）或者HAL_DMAEx_List_Init函数（链表模式）初始化DMA的相关参数，包括配置通道，外设地址，存储器地址，传输数据量等，如果使用链表模式还需要通过HAL_DMAEx_List_BuildNode函数构建链表节点。
HAL库为了处理各类外设的DMA请求，在调用相关函数之前，需要调用一个宏定义标识符，来连接DMA和外设句柄。例如要使用串口DMA发送，所以方式为：

1. __HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);

复制代码

其中g_uart1_handle是串口初始化句柄，我们在usart.c中定义过了。g_dma_handle是DMA初始化句柄。hdmatx是外设句柄结构体的成员变量，在这里实际就是g_uart1_handle的成员变量。在HAL库中，任何一个可以使用DMA的外设，它的初始化结构体句柄都会有一个DMA_HandleTypeDef指针类型的成员变量，是HAL库用来做相关指向的。hdmatx就是DMA_HandleTypeDef结构体指针类型。
这句话的含义就是把g_uart1_handle句柄的成员变量hdmatx和DMA句柄g_dma_handle连接起来，是纯软件处理，没有任何硬件操作。
这里我们就点到为止，如果大家要详细了解HAL库指向关系，请查看本实验宏定义标识符__HAL_LINKDMA的定义和调用方法，就会很清楚了。
3）使能串口的DMA发送，启动传输
对于标准DMA例程，直接调用HAL_UART_Transmit_DMA函数进行传输，调用该函数后会开启相应的DMA中断，对于本章实验，我们是通过查询的方法获取数据传输状态，所以并没有做中断相关处理，也没有编写中断服务函数。
HAL库还提供了对串口的DMA发送的停止，暂停，继续等操作函数：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart);           /* 停止 */
   
2. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAPause(UART_HandleTypeDef *huart);          /* 暂停 */
   
3. HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAResume(UART_HandleTypeDef *huart);         /* 恢复 */

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对于链表模式的DMA传输，则通过HAL_DMAEx_List_Start_IT函数开启中断并以链表模式启动DMA通道传输，然后调用ATOMIC_SET_BIT函数控制USART_CR3寄存器的DMAT位使能DMA传输。
4）查询DMA传输状态
在DMA传输过程中，我们要查询DMA传输通道的状态，使用的方法是：

1. __HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TC); /* 传输完成标志位，还可以是其它 */

复制代码

获取当前传输剩余数据量：

1. __HAL_DMA_GET_COUNTER(&g_dma_handle);

复制代码

同样，我们也可以设置对应的DMA数据流传输的数据量大小函数为：

1. __HAL_DMA_SET_COUNTER (&g_dma_handle, 1000);

复制代码

DMA相关的库函数我们就讲解到这里，大家可以查看固件库手册详细了解。
5）DMA中断使用方法
对于GPDMA的每个通道都有对应的中断服务函数，比如GPDMA1通道0的中断服务函数为GPDMA1_Channel0_IRQHandler。HAL库提供了通用DMA中断处理函数HAL_DMA_IRQHandler，在该函数内部，会对DMA传输状态进行分析，然后调用相应的中断处理回调函数：

1. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);   /* 发送完成回调函数 */
   
2. void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);/* 发送一半回调函数 */
   
3. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);    /* 接收完成回调函数 */
   
4. void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);/* 接收一半回调函数 */
   
5. void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);     /* 传输出错回调函数 */

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32.3.2 程序解析

32.3.2.1 DMA标准模式

1. DMA驱动代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DMA驱动源码包括两个文件：dma.c和dma.h。
dma.h头文件只有函数的声明，下面我们直接介绍dma.c的程序，下面是DMA的初始化函数，其定义如下：

1. /**
   
2. * @brief   初始化DMA
   
3. * [url=home.php?mod=space&uid=271674]@param[/url]   无
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. void dma_init(void)
   
7. {
   
8.     /* 使能时钟 */
   
9.     __HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE();
   
10.    
    
11.     /* 初始化DMA */
    
12.     g_dma_handle.Instance = GPDMA1_Channel0;
    
13.     g_dma_handle.Init.Request = GPDMA1_REQUEST_USART1_TX;  /* 通道请求 */
    
14.     g_dma_handle.Init.BlkHWRequest = DMA_BREQ_SINGLE_BURST;/* 块硬件请求模式 */
    
15.     g_dma_handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;  /* 传输方向 */
    
16.     g_dma_handle.Init.SrcInc = DMA_SINC_INCREMENTED;     /* 传输源地址增量模式 */
    
17.     g_dma_handle.Init.DestInc = DMA_DINC_FIXED;          /* 传输目标地址增量模式 */
    
18.     g_dma_handle.Init.SrcDataWidth = DMA_SRC_DATAWIDTH_BYTE;  /* 传输源数据宽度 */
    
19.     g_dma_handle.Init.DestDataWidth = DMA_DEST_DATAWIDTH_BYTE;/*传输目标数据宽度*/
    
20.     g_dma_handle.Init.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT; /* 优先级 */
    
21.     g_dma_handle.Init.SrcBurstLength = 1;                /* 传输源突发长度 */
    
22.     g_dma_handle.Init.DestBurstLength = 1;               /* 传输目标突发长度 */
    
23. g_dma_handle.Init.TransferAllocatedPort = DMA_SRC_ALLOCATED_PORT0 |
    
24. DMA_DEST_ALLOCATED_PORT0;                            /* 传输端口分配 */
    
25.     g_dma_handle.Init.TransferEventMode = DMA_TCEM_BLOCK_TRANSFER;
    
26.     g_dma_handle.Init.Mode = DMA_NORMAL;                 /* 传输模式 */
    
27.     HAL_DMA_Init(&g_dma_handle);
    
28.    
    
29.     /* 关联外设与DMA */
    
30.     __HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
    
31.    
    
32.     /* 配置通道属性 */
    
33.     HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&g_dma_handle, DMA_CHANNEL_NPRIV);
    
34.    
    
35.     /* 配置中断优先级并使能中断 */
    
36.     HAL_NVIC_SetPriority(GPDMA1_Channel0_IRQn, 0, 0);
    
37.     HAL_NVIC_EnableIRQ(GPDMA1_Channel0_IRQn);
    
38. }

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该函数是一个通用的DMA配置函数，GPDMA1的所有通道都可以利用该函数配置，不过有些固定参数可能要适当修改（比如位宽，传输方向等）。该函数在外部只能修改DMA数据流编号和通道号，更多的其他设置只能在该函数内部修改。对照前面的配置步骤的详细讲解来分析这部分代码即可。
接下来就是GPDMA中断相关的代码了，具体如下：

1. /**
   
2. * @brief   GPDMA1 Channel0中断服务函数
   
3. * @param   无
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. void GPDMA1_Channel0_IRQHandler(void)
   
7. {
   
8.     HAL_DMA_IRQHandler(&g_dma_handle);
   
9. }

复制代码

上面的代码比较简单，使用HAL_DMA_IRQHandler()函数处理DMA中断。

2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

1. char temp[] = {"正点原子 STM32 DMA实验\r\n"};
   
2. uint8_t buf[(sizeof(temp) - 1) * 200] = {0};
   
3. uint8_t uart_ready = 1;
   
4. 
   
5. /**
   
6. * @brief   HAL库UART传输完成回调函数
   
7. * @param   无
   
8. * @retval  无
   
9. */
   
10. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    
11. {
    
12.     /* 标记传输完成，可以进行下一次传输 */
    
13.     uart_ready = 1;
    
14. }
    
15. 
    
16. int main(void)
    
17. {
    
18.     uint8_t t = 0;
    
19.     uint8_t key;
    
20.     uint16_t buf_index;
    
21.     uint8_t temp_index;
    
22.    
    
23.     sys_mpu_config();                   /* 配置MPU */
    
24.     sys_cache_enable();                 /* 使能Cache */
    
25.     HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    
26.     sys_stm32_clock_init(240, 5, 2);    /* 配置时钟，600MHz */
    
27.     delay_init(600);                    /* 初始化延时 */
    
28.     usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
    
29.     led_init();                         /* 初始化LED */
    
30.     key_init();                         /* 初始化按键 */
    
31.     hyperram_init();                    /* 初始化HyperRAM */
    
32.     lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    
33.     dma_init();                         /* 初始化DMA */
    
34.    
    
35.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
36.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DMA TEST", RED);
    
37.     lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
38.     lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Start", RED);
    
39.    
    
40.     /* 准备数据 */
    
41. for (buf_index = 0; buf_index < (sizeof(buf) / (sizeof(temp) - 1));
    
42. buf_index++)
    
43.     {
    
44.         for (temp_index = 0; temp_index < (sizeof(temp) - 1); temp_index++)
    
45.         {
    
46.             buf[buf_index * (sizeof(temp) - 1)+temp_index] = temp[temp_index];
    
47.         }
    
48.     }
    
49.     SCB_CleanDCache();
    
50.    
    
51.     while (1)
    
52.     {
    
53.         key = key_scan(0);
    
54.         if (key == KEY0_PRES)
    
55.         {
    
56.             if (uart_ready == 1)
    
57.             {
    
58.                 uart_ready = 0;
    
59.                 /* DMA传输串口数据 */
    
60.                 HAL_UART_Transmit_DMA(&g_uart1_handle, buf, sizeof(buf));
    
61.             }
    
62.         }
    
63.         
    
64.         if (++t == 20)
    
65.         {
    
66.             t = 0;
    
67.             LED0_TOGGLE();
    
68.         }
    
69.         
    
70.         delay_ms(10);
    
71.     }
    
72. }

复制代码

main函数的流程大致是：先初始化发送数据缓冲区g_text_to_send的值，然后通过KEY0开启串口DMA发送，将buf里的数据依次发送完。

32.3.2.2 DMA链表模式

1. DMA驱动代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DMA驱动源码包括两个文件：dma.c和dma.h。
dma.h头文件定义了DMA链表的最大节点数，如下所示：

1. /* 功能定义 */
   
2. #define DMA_MAX_NODE    10  /* DMA链表最大节点数量 */

复制代码

下面我们直接介绍dma.c的程序，下面是DMA的初始化函数，其定义如下：

1. /**
   
2. * @brief   初始化DMA
   
3. * @param   bufaddr: 缓冲区地址缓冲区的指针
   
4. * @param   bufsize: 缓冲区大小缓冲区的指针
   
5. * @param   bufnum: 缓冲区数量
   
6. * @retval  无
   
7. */
   
8. void dma_init(uint32_t *bufaddr, uint32_t *bufsize, uint32_t bufnum)
   
9. {
   
10.     DMA_NodeConfTypeDef dma_node_conf_struct = {0};
    
11.     uint32_t node_index;
    
12.    
    
13.     if (bufnum > (sizeof(g_dma_node_struct) / sizeof(g_dma_node_struct[0])))
    
14.     {
    
15.         node_used = sizeof(g_dma_node_struct) / sizeof(g_dma_node_struct[0]);
    
16.     }
    
17.     else
    
18.     {
    
19.         node_used = bufnum;
    
20.     }
    
21.    
    
22.     /* 使能时钟 */
    
23.     __HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE();
    
24.    
    
25.     /* 复位链表 */
    
26.     HAL_DMAEx_List_ResetQ(&g_dma_qlist_struct);
    
27.    
    
28.     /* 配置DMA链表节点 */
    
29.     dma_node_conf_struct.NodeType = DMA_GPDMA_LINEAR_NODE;       /* 节点类型 */
    
30.     dma_node_conf_struct.Init.Request = GPDMA1_REQUEST_USART1_TX;/* 通道请求 */
    
31. dma_node_conf_struct.Init.BlkHWRequest = DMA_BREQ_SINGLE_BURST;
    
32. /* 块硬件请求模式 */
    
33.     dma_node_conf_struct.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;   /* 传输方向 */
    
34.     dma_node_conf_struct.Init.SrcInc = DMA_SINC_INCREMENTED;/*传输源地址增量模式*/
    
35.     dma_node_conf_struct.Init.DestInc = DMA_DINC_FIXED;  /* 传输目标地址增量模式 */
    
36. dma_node_conf_struct.Init.SrcDataWidth = DMA_SRC_DATAWIDTH_BYTE;
    
37. /* 传输源数据宽度 */
    
38. dma_node_conf_struct.Init.DestDataWidth = DMA_DEST_DATAWIDTH_BYTE;
    
39. /* 传输目标数据宽度 */
    
40. dma_node_conf_struct.Init.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT;
    
41. /* 优先级 */
    
42.     dma_node_conf_struct.Init.SrcBurstLength = 1;    /* 传输源突发长度 */
    
43.     dma_node_conf_struct.Init.DestBurstLength = 1;   /* 传输目标突发长度 */
    
44. dma_node_conf_struct.Init.TransferAllocatedPort = DMA_SRC_ALLOCATED_PORT0 |
    
45. DMA_DEST_ALLOCATED_PORT0;                        /* 传输端口分配 */
    
46. dma_node_conf_struct.Init.TransferEventMode =
    
47. DMA_TCEM_LAST_LL_ITEM_TRANSFER;                  /* 传输事件模式 */
    
48.     dma_node_conf_struct.Init.Mode = DMA_NORMAL;     /* 传输模式 */
    
49. dma_node_conf_struct.DataHandlingConfig.DataExchange = DMA_EXCHANGE_NONE;
    
50. /* 数据交换模式 */
    
51. dma_node_conf_struct.DataHandlingConfig.DataAlignment =
    
52. DMA_DATA_RIGHTALIGN_ZEROPADDED;                  /* 数据填充和对齐模式 */
    
53. dma_node_conf_struct.TriggerConfig.TriggerPolarity =
    
54. DMA_TRIG_POLARITY_MASKED;                        /* 触发事件优先级 */
    
55. dma_node_conf_struct.DstAddress = (uint32_t)&g_uart1_handle.Instance->TDR;
    
56. /* 目的地址 */
    
57.     for (node_index = 0; node_index < node_used; node_index++)
    
58.     {
    
59.         dma_node_conf_struct.SrcAddress = bufaddr[node_index];    /* 源地址 */
    
60.         dma_node_conf_struct.DataSize = bufsize[node_index];      /* 数据大小 */
    
61.         
    
62.         /* 构建DMA链表节点 */
    
63.         HAL_DMAEx_List_BuildNode(&dma_node_conf_struct,
    
64. &g_dma_node_struct[node_index]);
    
65.         
    
66.         /* DMA链表节点插入链表 */
    
67.         HAL_DMAEx_List_InsertNode_Tail(&g_dma_qlist_struct,
    
68. &g_dma_node_struct[node_index]);
    
69.     }
    
70.    
    
71.     /* 初始化链表模式DMA */
    
72.     g_dma_handle.Instance = GPDMA1_Channel0;
    
73.     g_dma_handle.InitLinkedList.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT;
    
74.     g_dma_handle.InitLinkedList.LinkStepMode = DMA_LSM_FULL_EXECUTION;
    
75.     g_dma_handle.InitLinkedList.LinkAllocatedPort = DMA_LINK_ALLOCATED_PORT0;
    
76. g_dma_handle.InitLinkedList.TransferEventMode =
    
77. DMA_TCEM_LAST_LL_ITEM_TRANSFER;                         /* 触发事件模式 */
    
78.     g_dma_handle.InitLinkedList.LinkedListMode = DMA_LINKEDLIST_NORMAL;  
    
79.     HAL_DMAEx_List_Init(&g_dma_handle);
    
80.    
    
81.     /* 关联DMA与DMA链表 */
    
82.     HAL_DMAEx_List_LinkQ(&g_dma_handle, &g_dma_qlist_struct);
    
83.    
    
84.     /* 关联外设与DMA */
    
85.     __HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
    
86.    
    
87.     /* 配置通道属性 */
    
88.     HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&g_dma_handle, DMA_CHANNEL_NPRIV);
    
89.    
    
90.     /* 注册DMA传输完成回调函数 */
    
91. HAL_DMA_RegisterCallback(&g_dma_handle, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID,
    
92. dma_transfer_complete_cb);
    
93.    
    
94.     /* 配置中断优先级并使能中断 */
    
95.     HAL_NVIC_SetPriority(GPDMA1_Channel0_IRQn, 0, 0);
    
96.     HAL_NVIC_EnableIRQ(GPDMA1_Channel0_IRQn);
    
97. }

复制代码

该函数首先计算DMA传输的数据需要使用多少个DMA链表的节点，然后使能GPDMA时钟，因为我们使用的是DMA链表模式，所以首先要配置DMA链表节点，用过HAL库提供的HAL_DMAEx_List_BuildNode函数构建我们要用的DMA链表节点，然后将节点插入到我们的链表中，这样就构建好了我们的DMA链表，接着是配置DMA，我们需要选择到DMA链表模式，配置完成后分别将链表与DAM、外设关联起来，最后注册中断及回调函数。
下面是开启DMA传输函数，具体如下：

1. /**
   
2. * @brief   DMA传输完成回调函数
   
3. * @param   无
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. void dma_start_transfer(void)
   
7. {
   
8.     if (dma_ready == 1)
   
9.     {
   
10.         dma_ready = 0;
    
11.         
    
12.         /* 开启中断模式的DMA链表传输 */
    
13.         HAL_DMAEx_List_Start_IT(&g_dma_handle);
    
14.         
    
15.         /* 使能UART的DMA发送 */
    
16.         ATOMIC_SET_BIT(g_uart1_handle.Instance->CR3, USART_CR3_DMAT);
    
17.     }
    
18. }

复制代码

这个函数非常的简单，我们在32.3.1小节也有对这两个函数功能进行详细介绍，这里就不再叙述。
接下来就是GPDMA中断相关的代码了，具体如下：

1. /**
   
2. * @brief   DMA传输完成回调函数
   
3. * @param   hdma: DMA句柄指针
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. static void dma_transfer_complete_cb(DMA_HandleTypeDef *const hdma)
   
7. {
   
8.     if (hdma->Instance == GPDMA1_Channel0)
   
9.     {
   
10.         dma_ready = 1;
    
11.     }
    
12. }
    
13. 
    
14. /**
    
15. * @brief   GPDMA1 Channel0中断服务函数
    
16. * @param   无
    
17. * @retval  无
    
18. */
    
19. void GPDMA1_Channel0_IRQHandler(void)
    
20. {
    
21.     HAL_DMA_IRQHandler(&g_dma_handle);
    
22. }

复制代码

上面的代码比较简单，使用HAL_DMA_IRQHandler()函数处理DMA中断，然后调用HAL_UART_TxCpltCallback回调函数，给变量dma_ready赋值为1，表示上个数据传输完成，DMA已经准备就绪，方便dma_start_transfer函数那边进行处理。

2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

1. /* 传输数据 */
   
2. char *buffer[] = {
   
3.     "STM32\r\n",
   
4.     "DMA TEST\r\n",
   
5.     "正点原子 STM32 DMA\r\n",
   
6.     "\r\n",
   
7. };
   
8. 
   
9. /* 传输数据大小 */
   
10. uint32_t size[] = {
    
11.     sizeof("STM32\r\n") - 1,
    
12.     sizeof("DMA TEST\r\n") - 1,
    
13.     sizeof("正点原子 STM32 DMA\r\n") - 1,
    
14.     sizeof("\r\n") - 1,
    
15. };
    
16. 
    
17. /* 传输数据数量 */
    
18. uint32_t number = sizeof(buffer) / sizeof(buffer[0]);
    
19. 
    
20. int main(void)
    
21. {
    
22.     uint8_t t = 0;
    
23.     uint8_t key;
    
24.     uint16_t buf_index;
    
25.     uint8_t temp_index;
    
26.    
    
27.     sys_mpu_config();                           /* 配置MPU */
    
28.     sys_cache_enable();                         /* 使能Cache */
    
29.     HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    
30.     sys_stm32_clock_init(240, 5, 2);            /* 配置时钟，600MHz */
    
31.     delay_init(600);                            /* 初始化延时 */
    
32.     usart_init(115200);                         /* 初始化串口 */
    
33.     led_init();                                 /* 初始化LED */
    
34.     key_init();                                 /* 初始化按键 */
    
35.     hyperram_init();                            /* 初始化HyperRAM */
    
36.     lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    
37.     dma_init((uint32_t *)buffer, size, number); /* 初始化DMA */
    
38.    
    
39.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
40.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DMA TEST", RED);
    
41.     lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
42.     lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Start", RED);
    
43.    
    
44.     while (1)
    
45.     {
    
46.         key = key_scan(0);
    
47.         if (key == KEY0_PRES)
    
48.         {
    
49.             /* 开启DMA传输 */
    
50.             dma_start_transfer();
    
51.         }
    
52.         
    
53.         if (++t == 20)
    
54.         {
    
55.             t = 0;
    
56.             LED0_TOGGLE();
    
57.         }
    
58.         
    
59.         delay_ms(10);
    
60.     }
    
61. }

复制代码

main函数的流程大致是：先初始化发送数据缓冲区buffer的值，然后通过KEY0调用dma_start_transfer函数开启串口DMA发送。

32.4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示的内容如图32.4.1所示：

图32.4.1 DMA实验测试图

我们打开串口调试助手，然后按KEY0，可以看到串口显示如图32.4.2所示的内容：

图32.4.2 串口收到的数据内容

至此，我们整个DMA实验就结束了，希望大家通过本章的学习，掌握STM32H7R7的DMA使用。DMA是个非常好的功能，它不但能减轻CPU负担，还能提高数据传输速度，合理的应用DMA，往往能让你的程序设计变得简单。