DMA的三种传输方式，你GET到了吗？

正点原子

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DMA的三种传输方式，你GET到了吗？

前言

       DMA，详称“DirectMemoryaccess”,直接寄存器访问，被亲切的称为“数据搬运工”。DMA的传输是不需要CPU去控制的，CPU只需要对DMA进行配置即可。所以，在进行大量数据传输的时候，我们首先想到的是能不能用DMA帮我们完成数据传输工作，CPU就可以去干别的事情。

       DMA传输简单来说，就是要确定三要素：源地址(从哪里提取数据)，目标地址(数据传输到哪里去)还有传输的数据量(传多少数据)。

       而这里的源地址和目标地址就可以是“外设”或者“内存”。“外设”可以理解成外设的数据寄存器(XX_DR),而“内存”就可以理解成大数组。

       DMA的传输方式就分为三种“内存到外设”、“外设到内存”以及“内存到内存”，本文着重说明使用，细节的东西，可以查看正点原子教程《DMA实验》。

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       DMA配置步骤简单来说：
      ① 初始化DMA时钟(具体用到DMA1还是DMA2，查一下参考手册就知道了)。
      ② 配置好DMA相关工作参数，通过HAL_DMA_Init函数进行初始化。
      ③ 通过外设提供的DMA函数接口进行数据的发送，例如串口1的DMA发送即使用HAL_UART_Transmit_DMA函数即可。
      ④ 开始DMA传输后,肯定需要查询当前当前的DMA传输状态了，这时候就可以使用__HAL_DMA_GET_FLAG函数。
      ⑤ 使用HAL提供的函数接口，大多数在函数内部已经使能了某些中断位，所以想要配置中断，需要设置NVIC相关和编写中断服务函数xxx_IRQHandler。

       接下来就介绍这三种传输方式，都有相对应的例子提供。


内存到外设
       这里我们以串口1发送使用DMA为例子。具体情景：DMA控制器把数组里的数据传输到串口1的数据寄存器中。DMA初始化相关代码如下：

         

       当然事先，串口1肯定是需要配置好的。在初始化函数这里并没有明确源地址和目标地址相关信息，其实HAL库提供的USART-DMA发送函数中形参就需要三要素。

         

       而我们也是使用这个接口启动DMA传输。启动DMA传输的另一种方式可以直接通过操作寄存器去实现，这种方式将在“内存到内存”部分介绍。=
       启动DMA传输后，通过__HAL_DMA_GET_FLAG去查询当前DMA传输情况，假如传输完成，那么就需要清除传输完成标记并且停止串口的DMA功能。当然对于DMA传输来说，很多时候想获取当前数据量，就可以通过查询DMA_CNDTR寄存器查询或者用HAL库提供的接口__HAL_DMA_GET_COUNTER。

        具体实现如下图：

         

       在HAL_UART_Tramsit_DMA函数中已经默认USART_DR寄存器作为目标寄存器，那么传参中的SendBuff就是要传输的大数组，而SEND_BUF_SIZE就是传输的数据量了。


外设到内存
       这里我们以ADC1使用DMA为例子。具体情景：DMA控制器将ADC转换后的数据传输到我们定义好的大数组。DMA初始化相关代码如下：

         

       这部分DMA代码与前面的串口相关的DMA代码有点差别，这里使能了DMA1通道1的中断，也就是当满足了条件，例如DMA传输完成，程序就会跳进中断服务函数，通过HAL库提供的一个公共处理中断接口函数HAL_DMA_IRQHandler，最终会进入ADC转换完成的回调函数接口里，这里我们通过一个全局变量去标记是否已经完成ADC的转换，进而在main函数中做完成的数据处理。

       而ADC初始化函数存在一点小变动，即使能连续转换，对ADC初始化结构体变量成员ContinuousConvMode赋值ENABLE。具体代码如下：
         
         

       回调函数这里也列出来，主要就是进行GPIO初始化还有ADC时钟配置。
      
         

       进行ADC的DMA传输使用的函数接口是HAL_ADC_Start_DMA，具体函数说明可以看下面。

         

       在while循环中的操作，就如下图。

         

       上图中g_adc_dma_buf即ADC完成转换后，DMA会把数据传输到该数组中。

       通过对全局变量g_adc_dma_sta得值进行判断(该值会在ADC转换完成中断回调函数中进行置1)，转换完成即可对数据进行计算。

内存到内存

       DMA的所有通道都支持内存到内存的传输方式，这里指的是F1，其他系列就不一样了，可以查看对应手册说明。具体情景：DMA控制器将源地址中存放的数据传输到我们定义好的大数组。DMA初始化相关代码如下：

         

       这里我们是在初始化函数中直接用了HAL_DMA_Start函数接口去确定DMA传输的三要素，只不过传输数据量为0。这时候，我们就可以通过上面提到的另一种方式去传输数据，即通过DMA_CNDTR寄存器，对该寄存器赋值后，开始DMA传输，寄存器中的数值会递减。这里我们可以看看寄存器说明。

         

        利用寄存器的特性，所以我们就可以自定义一个函数，如下图，完成DMA数据传输。

         

       在while循环中的操作，就如下图。

         

        内存到内存的传输方式比较简单，跟前面的逻辑差不多。通常来说，很少用到这种传输方式，用得比较多的是前面两种方式。