stm32F407下DMA

STM32F4 最多有 2 个 DMA 控制器（DMA1 和 DMA2），共 16 个数据流（每个控制器 8 个），每一个 DMA 控制器都用于管理一个或多个外设的存储器访问请求。

每个数据流总共可以有多达 8个通道（或称请求）。每个数据流通道都有一个仲裁器，用于处理 DMA 请求间的优先级。

一、任务

1. 使用DMA实现从内存至内存传输数据
2. 使用DMA实现从内存至外设传输数据

二、几个概念

1. 控制器：就是DMA1和DMA2，他们就是控制器
2. 请求：每个控制器可以发送的
3. 数据流：每个控制器 8 个
4. 模式：Normal表单次传输，传输一次后终止传输，Circular表示循环传输，传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止
5. 方向：3种，内存到内存，内存到外设，外设到内存
6. 地址自增：串口发送数据是将数据不断存进串口的发送数据寄存器(USARTx_TDR)。所以外接的地址是不递增。而内存储器存储的是要发送的数据，所以地址指针要递增才能将所以的数据发送出去。
7. 传输字宽：每次传输的数据长度，可以一个字节，两个字节(半字)，四个字节(字)，串口数据发送寄存器只能存储8bit,每次发送一个字节，所以数据长度选择Byte

三、配置

（一）usart串口配置

启用usart1串口，显示传输数据的内容

以下三项为基本配置，两种传输模式均使用此共同配置

1. PA10<-->USART1.RX
2. PA9<-->USART1.TX
3. RCC和sys配置与之前一致，无需特别调整

四、实现

（一）内存至内存传输数据

存储器到存储器需要外设接口可以访问存储器，而仅 DMA2 的外设接口可以访问存储器，所以仅 DMA2 控制器支持存储器到存储器的传输，DMA1 不支持

1.DMA配置

1. System Core->DMA->DMA2,新增（add）一个DMA
2. DMA Request（请求）：MEMTOMEM(内存到内存)
3. Stream（通道）：DMA2 Steam0-7均可，8个通道可用
4. Direction（方向）：Memory to Memory
5. Mode（模式）：normal（正常模式），即单次传输，发送完即停止
6. Increment Address（指针自增模式）：src memory和dst memory，都选择自增（内存至内存传输数据，都选择自增）
7. Data width：byte（以字节长度传输数据），串口数据发送寄存器只能存储8bit,每次发送一个字节，所以数据长度选择Byte

2.实现

1. 定义两个int数组变量，用于存储源和目标数组，分别命名为：src_buf和des_buf

   /*
   * 定义两个数组，实现DMA从内存到内存进行传输数据
   * src_buf：源数组，保存在内存中；
   * des_buf:目标数组，DMA将源数组拷贝至本数组，实现内�?-->内存复制功能
   *
   */
   const uint8_t src_buf[16]={
        1,2,3,4,
        5,6,7,8,
        9,10,11,12,
        13,14,15,16
   };
   uint8_t des_buf[16];
   

2. 传输数据

   使用HAL_DMA_Start函数，将源数据内容传输至目标数组，并使用printf通过串口将目标数组发送至串口调试工具

  /*
   * 1. 内存到内存传输数据
   * HAL_DMA_Start函数实现内存至内存数据传�?
   */
  HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma2_stream0, (uint32_t)src_buf, (uint32_t)des_buf, 16);
  /*
   * 将源数组和目标数据，通过串口输出至串口调试工�?
   */
  for(int i=0;i<16;i++) {      printf("src_buf[%d]=%d,des_buf[%d]+1=%d\r\n",i,src_buf[i],i,des_buf[i]+1);
  }

1. 显示结果如下

   src_buf[0]=1,des_buf[0]+1=1
   src_buf[1]=2,des_buf[1]+1=3
   src_buf[2]=3,des_buf[2]+1=4
   src_buf[3]=4,des_buf[3]+1=5
   src_buf[4]=5,des_buf[4]+1=6
   src_buf[5]=6,des_buf[5]+1=7
   src_buf[6]=7,des_buf[6]+1=8
   src_buf[7]=8,des_buf[7]+1=9
   src_buf[8]=9,des_buf[8]+1=10
   src_buf[9]=10,des_buf[9]+1=11
   src_buf[10]=11,des_buf[10]+1=12
   src_buf[11]=12,des_buf[11]+1=13
   src_buf[12]=13,des_buf[12]+1=14
   src_buf[13]=14,des_buf[13]+1=15
   src_buf[14]=15,des_buf[14]+1=16
   src_buf[15]=16,des_buf[15]+1=17
   

   （二）内存至外设传输数据

   通过DMA将内存中的内容，发送至usart串口外设，这里的发送，不再使用printf函数，而是使用函数通过串口直接发送

1.DMA配置

1. Connectivity->usart1->DMA Settings，新增（add）一个DMA
2. DMA Request（请求）：USART1_TX，使用usart1的发送端口
3. Stream（通道）：DMA2_stream7，这里只能选择7通道，可以查询DMA2控制器的8个通道功能表看不同接口可以使用的通道
4. Direction（方向）：memory to pheriperal（内存至外设）
5. Mode：nomarl
6. Increment Address（指针自增模式）：src选择自增，dst不选，从内存到外设，读取内存，地址在变化，而外设地址是不变的。
7. Data width：byte

2.实现

DMA从内存向外设(usart1)传输数据

1. 定义一个字符串，用于存储向外发送的内容

   const uint8_t txt_buf[]="welcome to bytetoy.cn!\r\n";
   

2. 传输数据

   使用HAL_UART_Transmit_DMA函数发送数据

   /*
   * 2. DMA从内存向外设(usart1)传输数据
   * 这里需要注意，HAL_UART_Transmit_DMA传输数据后，需要关闭端口，否则串口会一直busy，后面的无法使用串口传输数据
   */
   HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t *)txt_buf, sizeof(txt_buf));
   

3. 显示结果如下

   welcome to bytetoy.cn!
   

五、注意事项

（一）HAL_DMA_Start函数

此函数的第二、三参数是源地址和目标内存地址，地址是32位长度，使用时需要强制转换

而HAL_UART_Transmit_DMA函数的源内存地址是8位长度

HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma2_stream0, (uint32_t)src_buf, (uint32_t)des_buf, 16);

（二）HAL_UART_Transmit_DMA函数

此函数如果不开启串口中断，则程序只能发送一次数据,程序不能判断DMA传输是否完成，USART一直处于busy状态，此配置在usart1的NVIC Settings配置种，选择使能interupt

需要手动关闭DMA通道(HAL_UART_DMAStop)，串口方可进行后面的传输。

其次是，串口传输数据比较慢，使用此函数传输数据较长时，传输后，需要delay一段时间，否则数据无法传输完成。

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t *)txt_buf, sizeof(txt_buf));
  HAL_Delay(5000);
  HAL_UART_DMAStop(&huart1);

  for(int i=0;i<16;i++) {
      printf("src_buf[%d]=%d,des_buf[%d]+1=%d\r\n",i,src_buf[i],i,des_buf[i]+1);
  }