STM32 DMA 存储器到外设

介绍

在嵌入式系统中，数据传输是一个常见的任务。STM32 微控制器提供了 DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）功能，允许数据在外设和存储器之间直接传输，而无需 CPU 的干预。这种方式可以显著提高系统的效率，尤其是在处理大量数据时。

本文将重点介绍 存储器到外设 的 DMA 传输模式。在这种模式下，数据从存储器（如 RAM）直接传输到外设（如 UART、SPI 或 ADC），从而减轻 CPU 的负担。

DMA 的基本概念

DMA 是一种硬件功能，允许外设和存储器之间直接进行数据传输。它通过一个独立的 DMA 控制器来管理数据传输，从而释放 CPU 的资源，使其可以执行其他任务。

在 STM32 中，DMA 控制器可以配置为多种传输模式，包括：

存储器到存储器
存储器到外设
外设到存储器

本文将重点讨论 存储器到外设 的传输模式。

存储器到外设的 DMA 传输

在存储器到外设的 DMA 传输中，数据从存储器（通常是 RAM）传输到外设（如 UART、SPI 或 ADC）。这种传输模式通常用于将数据发送到外部设备，例如通过 UART 发送数据到串口终端。

配置步骤

启用 DMA 时钟：首先需要启用 DMA 控制器的时钟。
配置 DMA 通道：选择 DMA 通道，并配置源地址（存储器地址）、目标地址（外设地址）、传输方向、数据大小等参数。
配置外设：确保外设已正确配置，并启用 DMA 请求。
启动 DMA 传输：启动 DMA 传输，并等待传输完成。

代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示了如何使用 DMA 将数据从存储器传输到 UART 外设。

c
#include "stm32f4xx.h"

#define BUFFER_SIZE 128

uint8_t tx_buffer[BUFFER_SIZE] = "Hello, DMA!";

void DMA_Config(void) {
    // 启用 DMA2 时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);

    // 配置 DMA 通道
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
    DMA_InitStruct.DMA_Channel = DMA_Channel_4;
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;
    DMA_InitStruct.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)tx_buffer;
    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;
    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE;
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
    DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
    DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    DMA_InitStruct.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
    DMA_InitStruct.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
    DMA_Init(DMA2_Stream7, &DMA_InitStruct);

    // 启用 DMA 传输完成中断
    DMA_ITConfig(DMA2_Stream7, DMA_IT_TC, ENABLE);

    // 启用 DMA 流
    DMA_Cmd(DMA2_Stream7, ENABLE);
}

void USART_Config(void) {
    // 配置 USART1
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);

    // 启用 USART1 的 DMA 请求
    USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);

    // 启用 USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

int main(void) {
    // 初始化系统时钟
    SystemInit();

    // 配置 DMA
    DMA_Config();

    // 配置 USART
    USART_Config();

    // 启动 DMA 传输
    DMA_Cmd(DMA2_Stream7, ENABLE);

    while (1) {
        // 主循环
    }
}

代码解释

DMA_Config 函数配置了 DMA 通道，将 tx_buffer 中的数据通过 DMA 传输到 USART1 的数据寄存器（USART1->DR）。
USART_Config 函数配置了 USART1，并启用了 DMA 请求。
在 main 函数中，首先初始化了系统时钟，然后配置了 DMA 和 USART，最后启动了 DMA 传输。

实际应用场景

存储器到外设的 DMA 传输在许多实际应用中非常有用。例如：

串口通信：通过 UART 发送大量数据时，使用 DMA 可以显著提高效率。
SPI 通信：在 SPI 通信中，使用 DMA 可以快速传输数据到外部设备。
音频输出：在音频应用中，使用 DMA 可以将音频数据从存储器传输到 DAC（数模转换器）。

总结

通过本文，我们了解了 STM32 中存储器到外设的 DMA 传输模式。这种模式可以显著提高数据传输的效率，尤其是在处理大量数据时。我们通过一个简单的代码示例展示了如何配置 DMA 和 USART，并启动数据传输。

提示

在实际项目中，建议结合中断机制来处理 DMA 传输完成事件，以便在传输完成后执行相应的操作。

附加资源与练习

练习：尝试修改代码，使用 DMA 将数据从存储器传输到 SPI 外设。
资源：参考 STM32 官方文档，了解更多关于 DMA 的配置和使用细节。

通过不断实践和探索，你将能够熟练掌握 STM32 的 DMA 功能，并在实际项目中灵活应用。

介绍​

DMA 的基本概念​

存储器到外设的 DMA 传输​

配置步骤​

代码示例​

代码解释​

实际应用场景​

总结​

附加资源与练习​

介绍