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前言

本章介绍使用STM32CubeMX对DMA进行配置的方法，DMA的原理、概念和特点，配置各个步骤的功能，并通过串口DMA传输实验方式验证。

一、什么是DMA？

DMA（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。

STM32F103 内部有 2 个 DMA 控制器(DMA2 仅存大容量产品中)， DMA1 有 7 个通道。DMA2 有 5 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。还有一个仲裁器来协调各个 DMA 请求的优先权。

DMA框架图如下：

① DMA 请求：外设想要通过 DMA 来传输数据，必须先给 DMA 控制器发送 DMA 请求， DMA 收到请求信号之后，控制器会给外设一个应答信号，当外设应答后且 DMA 控制器收到应答信号之后，就会启动 DMA 的传输，直到传输完毕。这里可以看到SPI，TIM，UASRT，I2C，ADC等外设都可以使用DMA。

下面是F103各个外设和总线对应的DMA通道：


② 通道：DMA 具有 12 个独立可编程的通道，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，每个通道对应不同的外设的 DMA 请求。虽然每个通道可以接收多个外设的请求，但是同一时间只能接收一个，不能同时接收多个。

③ 仲裁器：当发生多个 DMA 通道请求时，就意味着有先后响应处理的顺序问题，这个就由仲裁器管理谁优先执行。

二、实验过程

这里以串口的DMA传输为例，配置过程如下

1.CubeMX配置

USART1的参数配置如下，波特率115200，传输数据长度为8 Bit，奇偶检验无，停止位1.其他参数默认

使能USART1中断，串口使用DMA方式必须开启中断，否则程序发送一次数据后,不能判断DMA传输是否完成，串口会一直处于busy状态。

DMA参数配置，发送选择 DMA1 Stream 4通道，方向从存储器到外设，优先级为低。接收选择 DMA1 Stream 5通道，方向从外设到存储器。mode设置可以选择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。此处选择单次传输，Mode为Normal。Data Width: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.代码实现

在usart.c文件后面添加如下代码，代码中添加了#ifdef宏定义进行条件编译，如果使用GUNC编译，则PUTCHAR_PROTOTYPE 定义为int __io_putchar(int ch)函数，否则定义为int fputc(int ch, FILE *f)函数。

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#ifdef __GNUC__/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printfset to 'Yes') calls __io_putchar() */#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/*** @brief  Retargets the C library printf function to the USART.* @param  None* @retval None*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{/* Place your implementation of fputc here *//* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

main函数如下，每秒串口打印一次：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t aTxMessage[] = "\r\n****DMA Serial  communication***\r\n";
/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE */HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)aTxMessage, sizeof(aTxMessage));HAL_Delay(1000);/* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

3.实验结果

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总结

DMA的原理和特性很重要，在很多实际开发中都有应用，如大数据量的传输，高速率的数据交换等。