嵌入式系统导论（第2版）-教学课件 嵌入式导论08

嵌入式系统导论主讲教师：第8章STM32的DMA接口本章内容提要8.1DMA控制器8.2DMA应用示例：USART接口的DMA传输8.3DMA、USART和GPIO的综合应用数据传送方式程序查询传送中断传送DMA传送8.1DMA控制器DMA传送希望克服程序控制传送的不足：外设→CPU→存储器外设←CPU←存储器直接存储器存取DMA：外设→存储器外设←存储器CPU释放总线，由DMA控制器管理查询要等，中断太烦，来个直接的DMA传送过程1）DMA预处理2）DMA请求和应答3）DMA传送DMA读：存储器→外设DMA写：存储器←外设4）增减地址和计数，判断传送是否完成STM32的DMA控制器直接存储器存取DMA(DirectMemoryAccess)利用系统总线直接在外设与存储器之间进行 大量和高速数据传输的方法STM32设计有2个DMA控制器单元DMA1单元，支持7个DMA通道DMA2单元，支持5个DMA通道具有多达12个独立的可配置DMA通道支持存储器到存储器、外设到存储器、 存储器到外设和外设到外设的自动传输每个通道都支持软件触发DMA框图DMA1各通道的请求外设通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7ADC1ADC1SPI/I2SSPI1_RXSPI1_TXSPI/I2S2_RXSPI/I2S2_TXUSARTUSART3_TXUSART3_RXUSART1_TXUSART1_RXUSART2_RXUSART2_TXI2CI2C2_TXI2C2_RXI2C1_TXI2C1_RXTIM1TIM1_CH1TIM1_CH4TIM1_TRIGTIM1_COMTIM1_UPTIM1_CH3TIM2TIM2_CH3TIM2_UPTIM2_CH1TIM2_CH2TIM2_CH4TIM3TIM3_CH3TIM3_CH3TIM3_UPTIM3_CH1TIM3_TRIGTIM4TIM4_CH1TIM4_CH2TIM4_CH3TIM4_UPDMA1各条通道连接的外设参考手册STM32主要外设都支持DMADMA2各通道的请求外设通道1通道2通道3通道4通道5ADC3ADC3SPI/I2S3SPI/I2S3_RXSPI/I2S3_TXUART4UART4_RXUART4_TXSDIOSDIOTIM5TIM1_CH1TIM1_CH4TIM1_TRIGTIM1_COMTIM1_UPTIM6/DAC_Channel1TIM6_UP/DAC_Channel1TIM7TIM7_UP/DAC_Channel2TIM8TIM8_CH3TIM8_UPTIM8_CH4TIM8_TRIGTIM8_COMTIM8_CH1TIM8_CH2DMA2各条通道连接的外设DMA通道的优先级和中断每个DMA通道可以由应用程序赋予4个优先级之一（很高、高级、中级和低级）在仲裁阶段，高优先级的通道优先获得总线响应相同优先级时，通道号小的通道优先获得总线响应每个DMA通道都可以在3个时刻产生中断请求DMA传输过半HTIFDMA传输完成TCIFDMA传输错误TEIF每个DMA通道都有自己的中断向量（除大容量产品中，DMA2通道4和DMA2通道5的中断被映射在同一个中断向量上）DMA通道的寄存器每个DMA通道由4个寄存器控制配置寄存器CCR定义DMA传输的特性传输数量寄存器CNDTR保存传输的数据个数外设地址寄存器CPAR保存外设的地址存储器地址寄存器CMAR保存存储器的地址中断操作由两个中断寄存器控制中断状态寄存器ISR中断标志清除寄存器IFCR参考手册DMA寄存器寄存器缩写寄存器中文名称DMA_CCR配置寄存器DMA_CNDTR传输数量寄存器DMA_CPAR外设地址寄存器DMA_CMAR存储器地址寄存器DMA_ISR中断状态寄存器DMA_IFCR中断标志清除寄存器8.2DMA应用示例：USART接口的DMA传输【例8-1】将主存一个数据块采用DMA方式传输到USART1发送接口（TX）DMA传输前，让所有LED灯灭DMA传输中，处理器继续执行程序让LED1灯亮DMA传输后，产生中断让LED2灯亮将USART1端口连接PC机串口，重定向在PC机远程终端程序中显示传输结果使用DMA方式进行USART1发送属于DMA1单元的通道4（USART1_TX）DMA传输的开发方法使用DMA传输之前，需要进行DMA初始化配置（1）开启DMA时钟：RCC_AHBPeriphClockCmd函数（2）如果使用中断，进行DMA的NVIC配置（3）DMA传输的参数配置：DMA_Init函数（4）允许DMA传输：DMA_Cmd函数（5）如果使用中断，设置DMA传输何时产生中断：

DMA_ITConfig函数当进行DMA传输时，需要进行DMA请求例如,USART使用USART_DMACmd函数开始DMA传输后，处理器可以继续执行程序启动DMA单元时钟使用STM32库函数

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMAx,ENABLE);DMAx是DMA1或DMA2直接寄存器编程通过允许RCC单元的AHB时钟寄存器实现

RCC->AHBENR|=0x000000001; //允许DMA时钟DMA初始化DMA初始化函数

voidDMA_Init(DMA_Channel_TypeDef*DMAy_Channelx,DMA_InitTypeDef*DMA_InitStruct)按照DMA_InitStruct结构变量初始化DMAy通道x（y=1、2，x=1～12）DMA_InitStruct是指向DMA_InitTypeDef结构体的指针，包含对DMA通道的配置信息帮助文档DMA初始化结构类型DMA_InitTypeDeftypedef

struct{uint32_tDMA_PeripheralBaseAddr; /*外设基地址*/uint32_tDMA_MemoryBaseAddr;/*存储器基地址*/uint32_tDMA_DIR; /*传输方向：外设是源还是目的*/uint32_tDMA_BufferSize; /*缓冲区大小*/uint32_tDMA_PeripheralInc; /*外设地址是否增量*/uint32_tDMA_MemoryInc; /*存储器地址是否增量*/uint32_tDMA_PeripheralDataSize; /*外设数据宽度*/uint32_tDMA_MemoryDataSize; /*存储器数据宽度*/uint32_tDMA_Mode;

/*操作模式*/

uint32_tDMA_Priority; /*软件优先级*/uint32_tDMA_M2M; /*是否存储器到存储器传输*/}DMA_InitTypeDef;DMA_InitTypeDef成员-1成员1：DMA_PeripheralBaseAddr，外设基地址本例的外设是USART1数据寄存器（USART1_DR）需要用户定义给出这个地址（STM32库没有定义）成员2：DMA_MemoryBaseAddr，存储器基地址通常是用户程序定义的主存缓冲区首地址成员3：DMA_DIR，传输方向选择外设是源（DMA_DIR_PeripheralSRC）还是目的（DMA_DIR_PeripheralDST）成员4：DMA_BufferSize，缓冲区大小传输的数据量（直接给出数值）单位是成员7给出的DMA_PeripheralDataSizeDMA_InitTypeDef成员-2成员5：DMA_PeripheralInc，外设地址增量允许（DMA_PeripheralInc_Enable）禁止（DMA_PeripheralInc_Disable）成员6：DMA_MemoryInc，存储器地址增量允许（DMA_MemoryInc_Enable）禁止（DMA_MemoryInc_Disable）成员7：DMA_PeripheralDataSize，外设数据宽度字节（DMA_PeripheralDataSize_Byte）半字（DMA_PeripheralDataSize_HalfWord）字（DMA_PeripheralDataSize_Word）DMA_InitTypeDef成员-3成员8：DMA_MemoryDataSize，存储器数据宽度字节（DMA_MemoryDataSize_Byte）半字（DMA_MemoryDataSize_HalfWord）字（DMA_MemoryDataSize_Word）成员9：DMA_Mode，操作模式正常（DMA_Mode_Normal）：一次性传输循环（DMA_Mode_Circular）：自动重复传输DMA_InitTypeDef成员-4成员10：DMA_Priority，软件优先级选择通道的4个优先级之一很高（DMA_Priority_VeryHigh）高级（DMA_Priority_High）中级（DMA_Priority_Medium）低级（DMA_Priority_Low）成员11：DMA_M2M，存储器到存储器传输允许（DMA_M2M_Enable）禁止（DMA_M2M_Disable）DMA初始化配置头文件dma.h配置DMA传输的外设基地址（USART1数据寄存器DR）（DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr）STM32库的头文件没有定义USART1_DR地址查阅STM32参考手册USART1的起始地址（0x40013800）数据寄存器DR在USART的偏移量（0x04）相加得到USART1_DR地址（0x40013804）

#defineUSART1_DR_Base0x40013804#defineSENDBUF_SIZE0x4000 //缓冲区大小voidDMA1_Config(void);DMA配置源文件dma.c-1/*DMA的中断配置函数*/voidNVIC_Config(void){NVIC_InitTypeDef

NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel4_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}DMA配置源文件dma.c-2//USART1进行DMA传送的初始化配置（含中断配置）uint8_t

SendBuf[SENDBUF_SIZE];//发送缓冲区voidDMA1_Config(void){DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); NVIC_Config(); /*配置DMA中断

*/

//设置DMA源：串口数据寄存器地址

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=USART1_DR_Base;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)SendBuf;/*内存地址(要传输的变量的指针)*/

DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;/*方向：从内存到外设*/DMA配置源文件dma.c-3

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=SENDBUF_SIZE; /*传输大小*/

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable; /*外设地址不增*/

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;

/*内存地址自增*/

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;

/*外设数据单位，字节*/

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;

/*内存数据单位，字节*/

DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal; /*DMA模式：一次传输，不循环*/DMA配置源文件dma.c-4

DMA_InitStructure.DMA_Priority=MA_Priority_Medium; /*优先级：中*/DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable; /*禁止内存到内存的传输 */

DMA_Init(DMA1_Channel4,&DMA_InitStructure);

/*配置DMA1的4通道*/

DMA_Cmd(DMA1_Channel4,ENABLE); /*允许DMA1的4通道进行DMA传输

*/

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE); /*设置DMA1的4通道DMA传输完成产生中断*/}帮助文档进行DMA传输的主程序main.c-1int

main(void){ inti; USART1_Config();

//

USART1配置：1152008-N-1

DMA1_Config();

LED_Config();

LED_Off_all(); //LED灯全灭

for(i=0;i<SENDBUFF_SIZE;i++) {SendBuf[i]='A'; //填充缓冲区

}进行DMA传输的主程序main.c-2

printf("\r\nDMA传输开始\r\n"); //USART1接口发出DMA请求

USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); LED_On(1); //点亮LED1灯

while(1) {