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STM32F0單片機(jī)快速入門:聊聊Coolie DMA

1.苦力 DMA

世上本沒有路,走的人多了,便成了路。世上本沒有 DMA,需要搬運(yùn)的數(shù)據(jù)多了,便有了 DMA。大多數(shù)同學(xué)應(yīng)該沒有在項(xiàng)目中用過這個(gè)東西,因?yàn)橐话闱闆r下也真不需要這個(gè)東西。在早期的單片機(jī)中也不存在DMA模塊。再加上很多談 DMA 的文章,一上來就先來一個(gè)總線架構(gòu)圖,然后來一大堆讓人生畏的詞兒:共享總線,仲裁器,指針增量,對齊,中斷 ... 好吧,每一個(gè)詞都能嚇跑一批膽小的。真的需要這么復(fù)雜嗎?就好比我們學(xué)開車一樣,能不能先別去嘗試弄懂發(fā)動(dòng)機(jī)的原理,直接掛檔踩油門走起來呢?DMA是很簡單的一個(gè)模塊,首先他的功能單一,就是把數(shù)據(jù)從一個(gè)地方搬運(yùn)到另一個(gè)地方,再一個(gè)它的用法也很簡單,我們還是先從一個(gè)例子說起:

我們用 Keil 打開下面這個(gè)工程:

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesDMADMA_FLASHToRAMMDK-ARMProject.uvprojx

如圖,有一些存儲(chǔ)在 Flash 的數(shù)據(jù)需要搬運(yùn)到 RAM 區(qū)的一個(gè)數(shù)組。通常我們可以用如下的代碼實(shí)現(xiàn):

for(i=0;i<buffer_size;i++)

   aDST_Buffer[i] = aSRC_Const_Buffer[i];

上面這個(gè)操作是 CPU 親自完成的,首先把數(shù)據(jù)裝進(jìn)自己的寄存器,再把寄存器中的數(shù)據(jù)存放到目的地址。在例中所示這種數(shù)據(jù)比較少的情況下,這種搬運(yùn)工作可以說瞬間就完成了。但如果數(shù)據(jù)量比較大,比如說要往顯示屏刷新顯示數(shù)據(jù),就要占用 CPU 大量的時(shí)間了。這時(shí)候 CPU 就可以叫來 DMA 來干這件苦差事。DMA 就是芯片中的苦力集中營。跟苦力需要交代清楚的最基本的事情就是:從哪兒搬到哪兒,貨物有多少,搬一次還是有貨物源源不斷的到來,需要循環(huán)不斷的搬。讓我們看一下代碼,主程序非常簡單,調(diào)用 DMA_Config(); 進(jìn)行了一下配置后就自己該干嘛干嘛去了。2.代碼

像串口工程代碼聲明了串口類型的 Handle一樣,這里聲明了一個(gè) DMA 類型的 Handle 來負(fù)責(zé) DMA 模塊的處理。

DMA_HandleTypeDef     DmaHandle;

需要注意的地方:

__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

使能模塊時(shí)鐘,使能模塊時(shí)鐘,使能模塊時(shí)鐘!重要的事情要說3遍。在使用任何一個(gè)模塊之前首先要使能該模塊的時(shí)鐘,這是經(jīng)常被忘記的一件事兒。這個(gè)功能在老型號(hào)單片機(jī)里是沒有的。在不使用某模塊時(shí),徹底關(guān)斷其時(shí)鐘可以達(dá)到最大節(jié)省功耗的目的。

初始化參數(shù)(DmaHandle.Init.):

Direction  從外設(shè)到內(nèi)存,從內(nèi)存到內(nèi)存,還是從內(nèi)存到外設(shè)?PeriphInc  每傳完一個(gè)數(shù)后外設(shè)地址是否自增1MemInc  每傳完一個(gè)數(shù)后內(nèi)存地址是否自增1PeriphDataAlignment  外設(shè)地址對齊方式,Byte,Halfword or WordMemDataAlignment  內(nèi)存地址對齊方式,Byte,Halfword or WordMode  單次,還是循環(huán)模式Priority  優(yōu)先級(jí)初始化參數(shù)(DmaHandle.Instance):

DMA模塊中有多個(gè)通道,此參數(shù)指明使用哪一個(gè)通道。

這個(gè)代碼調(diào)用 HAL_DMA_Start_IT 這個(gè)函數(shù)啟動(dòng)了 DMA 傳輸,當(dāng)數(shù)據(jù)搬運(yùn)完后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)完成中斷,并調(diào)用回調(diào)函數(shù) TransferComplete。在HAL層驅(qū)動(dòng)中,已經(jīng)完成了 DMA 中斷所要做的基本處理,比如根據(jù)中斷類型清除相應(yīng)中斷標(biāo)志等。在回調(diào)函數(shù)中用戶可以什么都不做,也可以根據(jù)需要添加代碼,比如此例中用點(diǎn)亮 LED 燈的方式來標(biāo)志傳輸完成。

3.串口如何使用 DMA 傳輸前面的例子是用軟件的方式觸發(fā) DMA 傳輸,在應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)用到由某個(gè)事件觸發(fā)的情況。比如通過串口發(fā)送,接收中斷來觸發(fā) DMA 傳輸。

我們打開下面這個(gè)例子:

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesUARTUART_TwoBoards_ComDMAMDK-ARM Project.uvprojx

在串口初始化的回調(diào)函數(shù) HAL_UART_M(jìn)spInit(UART_HandleTypeDef *huart)中:

a 聲明了兩個(gè) DMA 類型的 Handle: hdmatx 和 hdmarxb 初始化這兩個(gè) Handlec 把這兩個(gè) Handle 和串口的 UartHandle 連接起來__HAL_LINKDMA(huart, hdmatx, hdma_tx);

__HAL_LINKDMA(huart, hdmarx, hdma_rx);

在串口及其關(guān)聯(lián) DMA 通道初始化完成后,既可以啟動(dòng)DMA方式的接收和發(fā)送。從下圖中可以看到接收 HAL_UART_Receive_DMA 的調(diào)用過程,發(fā)送調(diào)用過程類似:

下圖是UART中斷,和DMA中斷的觸發(fā)調(diào)用過程。USART1模塊產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)仍然進(jìn)USART1的中斷向量,DMA模塊傳輸完成或傳輸過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)進(jìn) DMA 中斷向量。

如果沒有迫切的需要,DMA 模塊了解一下就行了。沒有必要在細(xì)節(jié)上過多糾纏,即使現(xiàn)在搞懂了,過兩三個(gè)月估計(jì)也忘了。建議在真正用到大量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)再仔細(xì)研究和優(yōu)化相關(guān)代碼。

參考資料:

PM0215  STM32F0xxx Cortex-M0 programming manualUM1785 Description of STM32F0 HAL and low-layer driversSTM32F030 Datasheet

聲明: 本文由入駐維科號(hào)的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報(bào)。

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