第三十二章 DMA实验
本章，我们将介绍STM32H7R7的DMA。我们将利用DMA来实现串口数据传送，并在LCD模块上显示当前的传送进度。
本章分为如下几个小节：
32.1 DMA简介
32.2 硬件设计
32.3 程序设计
32.4 下载验证
32.1 DMA简介
DMA，全称为：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。
STM32H7R7内部有一个GPDMA和一个HPDMA（也可以直接称为DMA）。这两种DMA主要区别是性能的不同，本章我们仅使用到GPDMA，下面来看一下GPDMA的特性：
① 双向AHB master接口
② 支持外设到存储器、存储器到外设、存储器到存储器和外设到外设传输
③ 低功耗模式下自主数据传输
④ 基于4级优先级原则传输仲裁
⑤ 每个通道都可以生成事件，如有：传输完成、一半传输完成、数据传输错误、用户设置错误、链路传输错误、完成挂起和触发器超限
⑥ 每个通道中断生成，每个事件单独编程中断启用
⑦ 16个并发GPDMA通道：
-每个通道FIFO排队源和目的传输
-通道内GPDMA通过可编程链表在存储器中传输链，支持两种执行模式:运行到完成模式和链接步进模式
-通道内和通道间的GPDMA传输链通过可编程的GPDMA输入触发连接到GPDMA任务完成事件
⑧ 每个通道对应一个链表项：
-可单独编程的源和目的传输
-源和目标之间的可编程数据处理：基于字节的重新排序，打包或拆包，填充或截断，符号扩展和左/右对齐
-可编程的数据字节数从源传输，定义块级别
-线性源和目标寻址：固定或连续递增寻址，在块级编程寻址，在连续突发传输寻址
-2D源和目标寻址：连续突发传输之间的可编程签名地址偏移量(块内的非连续寻址)
-支持散射-收集(多缓冲区传输)，数据交错和去交错通过二维寻址
-可编程GPDMA请求和触发选择
-可编程GPDMA半传输和完整事件传输生成
-指向内存中下一个链表项及其数据结构的指针，具有GPDMA链表控制寄存器的自动更新
⑨ Debug：
-通道暂停和恢复支持
-通道状态报告，包括FIFO级别和事件标志
⑩ 特权/无特权支持：
-支持特权和非特权GPDMA传输，独立的通道级别
-特权感知的AHB slave接口
其它特性，请大家参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第12章。
32.1.1 DMA框图
通过学习GPDMA框图会有一个很好的整体掌握，同时对之后的编程也会有一个清晰的思路。STM32H7R7的GPMDA框图如图32.1.1.1所示：
图32.1.1.1 GPDMA框图
我们把GPDMA的框图大致分为四个部分进行介绍：
①第一部分是通道数据路径和传输输入控制，包括DMA通道请求、DMA触发、DMA通道、DMA仲裁器等。
STM32H7R7的GPDMA不同通道存在一定差异，具体如下表所示：
表32.1.1.1 GPDMA1的通道描述
大家在使用GPDMA前，最好先查询该表，看看选择的通道是否能实现自己想要的功能。
接下来看一下GPDMA硬件请求源，请看下表：
表32.1.1.2 GPDMA硬件请求源
注：该表只是展示了GPDMA部分的硬件请求源，详细的请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的602页，共有109个硬件请求源。
这些硬件请求源可以由用户分配给GPDMA的任意一个通道，通过GPDMA_CxTR2的位REQSEL[6:0]进行配置即可，前提是位SWREQ为0。位SWREQ为1，表示内存到内存传输的软件请求。
接下来看一下GPDMA触发源，请看下表：
表32.1.1.3 GPDMA触发源
注：该表只是展示了GPDMA部分的触发源，详细的请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的606页，共有55个GPDMA触发源。
这些触发源可以由用户分配给GPDMA的任意一个通道，通过GPDMA_CxTR2的位TRIGSEL[5:0]进行配置即可，前提是要先通过位TRIGPOL[1:0]定义了所选触发器是上升沿或者下降沿触发。
②第二部分是传输控制，包括数据传输、Link传输、AHB master端口0、AHB master端口1等。
GPDMA通道支持两种工作模式：
1，直接配置模式，无linked list，GPDMA_CxLLR[31:0]=0
• 指定数据传输完成后，通道进入IDLE状态，通道可重新配置和使能
2，Linked list模式
• run-to-completion 模式
• link step 模式
关于这几个模式，请查看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第12章，里面都有很直观和详细的流程图。篇幅原因就不给大家贴出来了。
③第三部分是AHB从接口，包括GPDMA时钟、在debug模式下停止GPDMA通道信号、GPDMA寄存器等。
④第四部分是GPDMA的各个管理部分，包括中断、事件、通道管理、特权管理、时钟管理等。
32.1.2 DMA寄存器
l GPDMA通道x传输寄存器2（GPDMA_CxTR2），（x = 0到15）
GPDMA通道x传输寄存器2（GPDMA_CxTR2）描述如图32.1.2.1所示：
图32.1.2.1 GPDMA通道x传输寄存器2
位REQSEL [6:0]用于选择输出通道x的硬件请求源，H7R7系列有109个硬件请求源，具体请参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》的602页。比如：本实验用到串口1的发送，所以要位REQSEL [6:0] = 74即可。
l GPDMA通道x状态寄存器（GPDMA_CxSR），（x = 0到15）
GPDMA通道x状态寄存器（GPDMA_CxSR）描述如图32.1.2.2所示：
图32.1.2.2 GPDMA通道x状态寄存器
位IDLEF是空闲标志位。
位TCF是传输完成标志位。
位HTF是传输一半完成标志位。
位DTEF是数据传输错误标志位。
位ULEF是更新链表传输错误标志位。
位USEF是用户设置错误标志位。
位SUSPF是完成暂停标志位。
位TOF是触发超限标志位。
l GPDMA通道x标志清除寄存器（GPDMA_CxFCR），（x = 0到15）
GPDMA通道x标志清除寄存器（GPDMA_CxFCR）描述如图32.1.2.3所示：
图32.1.2.3 GPDMA通道x标志清除寄存器
往该寄存器相应的位写1可以清除CxSR寄存器的对应标志位，写0无效。
l GPDMA通道x控制寄存器（GPDMA_CxCR），（x = 0到15）
GPDMA通道x控制寄存器（GPDMA_CxCR）描述如图32.1.2.4所示：
图32.1.2.4 GPDMA通道x控制寄存器
位EN用于使能该GPDMA通道，当出现传输错误或者传输完成时，该位由硬件清零。
位[14:8]是对应中断使能位。
位LAP用于设置链表分配的端口。
位PRIO[1:0]用于设置通道传输优先级。
第五个是GPDMA通道x传输寄存器1（GPDMA_ CxTR1）。该寄存器控制着GPDMA的很多参数，包括源和目的数据宽度、源和目的增量模式等。
第六个是GPDMA通道x块寄存器1（GPDMA_ CxBR1）。这个寄存器控制GPDMA通道x每次传输的数据量，其设置范围为0~65535。并且该寄存器的值会随着传输的进行而减少，当该寄存器的值为0的时候就代表此次数据传输已经全部发送完成了。所以可以通过这个寄存器的值来知道当前DMA传输的进度。特别注意，这里是数据项数目，而不是指的字节数。比如设置数据位宽为16位，那么传输一次（一个项）就是2个字节。
第七个是GPDMA通道x源地址寄存器（GPDMA_ CxSAR）。该寄存器用来存储GPDMA搬运数据的源地址，如果外设作为源地址，比如我们要搬运串口1的数据，那么该寄存器必须写入0x40013828（其实就是&USART1_TDR）。如果使用其它外设，就修改成相应外设的地址就行了。
第八个是GPDMA通道x目的地址寄存器（GPDMA_ CxDAR），该寄存器用来存储GPDMA搬运数据的目的地址。如果目的地址是其它外设，直接给该寄存器赋值为其它外设的寄存器就可以了。
l GPDMA通道x链表地址寄存器（GPDMA_CxLLR），（x = 0到11）
GPDMA通道x链表地址寄存器（GPDMA_CxLLR）描述如图32.1.2.5所示：
图32.1.2.5 GPDMA通道x链表地址寄存器
位LA[15:2]用于指向下一个链表数据结构的指针（低16位地址有效，该指针编程为32位对齐）。
位ULL是从内存更新GPDMA_CxLLR寄存器。
位UDA是从内存更新GPDMA_CxDAR寄存器。
位USA 是从内存更新GPDMA_CxSAR寄存器。
位UB1是从内存更新GPDMA_CxBR1寄存器。
位UT2是从内存更新GPDMA_CxTR2寄存器。
位UT1 是从内存更新GPDMA_CxTR1寄存器。
32.2 硬件设计
1. 例程功能
本例程包含2个源码：实验21-1 DMA标准模式实验和实验21-2 DMA链表模式实验，它们除了使用的DMA工作模式不一样外，实现的功能是一样的。
每次按下按键KEY0，串口1就会以DMA方式发送数据，同时在LCD上面显示传送进度。打开串口调试助手，可以收到DMA发送的内容。LED0闪烁用于提示程序正在运行。
2. 硬件资源
1）LED灯
LED0 – PD14
2） 独立按键
KEY0 – PE9
3） 串口1(PB14/PB15连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(包括MCU屏和RGB屏,都支持)
5）GPDMA
3. 原理图
DMA属于STM32H7R7内部资源，通过软件设置好就可以了。本实验通过按键KEY0触发使用DMA的方式向串口发送数据，LCD显示传送进度，通过串口上位机可以看到传输的内容。
32.3 程序设计
32.3.1 DMA的HAL库驱动
DMA在HAL库中的驱动代码在stm32h7rsxx_hal_dma.c和stm32h7rsxx_hal_dma_ex.c文件（及其头文件）中。
1. HAL_DMA_Init函数
DMA的初始化函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Init(DMA_HandleTypeDef *hdma);
l 函数描述：
用于初始化GPDMA1。
l 函数形参：
形参1是DMA_HandleTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：
typedef struct __DMA_HandleTypeDef
{
DMA_Channel_TypeDef *Instance; /* 寄存器基地址 */
DMA_InitTypeDef Init; /* DAM通道初始化参数 */
DMA_InitLinkedListTypeDef InitLinkedList; /* DMA通道链表初始化参数 */
HAL_LockTypeDef Lock; /* DMA锁定对象 */
uint32_t Mode; /* DMA传输方式 */
__IO HAL_DMA_StateTypeDef State; /* DMA传输状态 */
__IO uint32_t ErrorCode; /* DMA 错误代码 */
void *Parent; /* Parent 对象状态 */
/* DMA传输完成回调函数指针 */
void (* XferCpltCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
/* DMA传输一半完成回调函数指针 */
void (* XferHalfCpltCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
/* DMA传输错误回调函数指针 */
void (* XferErrorCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
/* DMA传输中止回调函数指针 */
void (* XferAbortCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
/* DMA传输暂停回调函数指针 */
void (* XferSuspendCallback)(struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);
struct __DMA_QListTypeDef *LinkedListQueue; /* DMA链表队列 */
} DMA_HandleTypeDef;
这个结构体内容比较多，上面已注释中文翻译，下面列出两个成员说明一下。
*Instance：是用来设置寄存器基地址，例如要使用GPDMA1通道0，那么取值为GPDMA1_Channel0。
Init：用于设置DAM通道初始化参数，是我们接触最多的结构体了。
其它成员变量这里就不做过多讲解。
接下来我们重点介绍Init，它是DMA_InitTypeDef结构体类型变量，该结构体定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Request; /* 指定DMA通道请求 */
uint32_t BlkHWRequest; /* 指定DMA通道的块硬件请求模式 */
uint32_t Direction; /* 指定DMA通道的传输方向 */
uint32_t SrcInc; /* 指定DMA通道的源增量模式 */
uint32_t DestInc; /* 指定DMA通道的目标增量模式 */
uint32_t SrcDataWidth; /* 指定DMA通道的源数据宽度 */
uint32_t DestDataWidth; /* 指定DMA通道的目标数据宽度 */
uint32_t Priority; /* 指定DMA通道的优先级 */
uint32_t SrcBurstLength; /* 指定DMA的源突发长度(突发内的节拍数)通道 */
uint32_t DestBurstLength; /* 指定对象的目标突发长度DMA通道 */
uint32_t TransferAllocatedPort; /* 指定传输分配的端口 */
uint32_t TransferEventMode; /* 指定DMA通道的传输事件模式 */
uint32_t Mode; /* 指定DMA通道的传输模式 */
} DMA_InitTypeDef;
该结构体成员变量非常多，决定了DMA的工作方式。
l 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
2. HAL_DMAEx_List_Init函数
DMA的初始化函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_DMAEx_List_Init(DMA_HandleTypeDef *const hdma);
l 函数描述：
以链表的方式初始化DMA通道。
l 函数形参：
形参1是DMA_HandleTypeDef结构体类型指针变量，该结构体类型指针变量上面已经详细介绍过了，我们介绍下关于链表的结构体成员变量。
InitLinkedList：用于设置DMA通道链表初始化参数，当我们使用DMA链表模式时，就需要配置这个结构体了。
接下来我们重点介绍InitLinkedList，它是DMA_InitLinkedListTypeDef结构体类型变量，该结构体定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Priority; /* 指定DMA通道的优先 */
uint32_t LinkStepMode; /* 指定DMA通道的链路步进模式 */
uint32_t LinkAllocatedPort; /* 指定链表为DMA通道分配的端口 */
uint32_t TransferEventMode; /* 指定DMA通道的传输事件模式 */
uint32_t LinkedListMode; /* 指定DMA通道的链表传输模式 */
} DMA_InitLinkedListTypeDef;
该结构体成员变量都有详细的配置参数，我们这里不一一介绍，大家可以在对应的stm32h7rsxx_hal_dma_ex.h查找。
l 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
3. HAL_DMAEx_List_BuildNode函数
构建DMA通道节点函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_DMAEx_List_BuildNode(DMA_NodeConfTypeDef const *const pNodeConfig, DMA_NodeTypeDef *const pNode);
l 函数描述：
根据DMA_NodeConfTypeDef中指定的参数构建DMA通道节点。
l 函数形参：
形参1是DMA_NodeConfTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：
typedef struct
{
uint32_t NodeType; /* 指定DMA通道节点类型。*/
DMA_InitTypeDef Init; /* 指定DMA通道的基本配置 */
DMA_DataHandlingConfTypeDef DataHandlingConfig; /* 指定DMA通道处理通道配置 */
DMA_TriggerConfTypeDef TriggerConfig; /* 指定DMA通道触发配置 */
DMA_RepeatBlockConfTypeDef RepeatBlockConfig; /* 指定DMA通道重复块配置 */
uint32_t SrcAddress; /* 指定源内存地址 */
uint32_t DstAddress; /* 指定目的内存地址 */
uint32_t DataSize; /* 指定源数据大小(以字节为单位)*/
} DMA_NodeConfTypeDef;
这个结构体内容比较多，上面已注释中文翻译，下面列出两个成员说明一下。
NodeType：是用来指定DMA通道节点类型，GPDMA共有两种寻址类型，可通过DMA_GPDMA_LINEAR_NODE和DMA_GPDMA_2D_NODE这两个参数选择线性寻址节点类型和二维寻址节点类型。
形参2是DMA_NodeTypeDef结构体类型指针变量，用于链表节点结构定义，指向DMA_NodeTypeDef结构体的指针，该结构体包含链表节点寄存器
l 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
以DMA的方式传输串口数据配置步骤
1）使能DMA时钟
DMA的时钟使能是通过AHB1ENR寄存器来控制的，这里我们要先使能时钟，才可以配置DMA相关寄存器。HAL库方法为：
__HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE (); /* GPDMA1时钟使能 */
2）初始化DMA
调用HAL_DMA_Init函数（标准模式）或者HAL_DMAEx_List_Init函数（链表模式）初始化DMA的相关参数，包括配置通道，外设地址，存储器地址，传输数据量等，如果使用链表模式还需要通过HAL_DMAEx_List_BuildNode函数构建链表节点。
HAL库为了处理各类外设的DMA请求，在调用相关函数之前，需要调用一个宏定义标识符，来连接DMA和外设句柄。例如要使用串口DMA发送，所以方式为：
__HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
其中g_uart1_handle是串口初始化句柄，我们在usart.c中定义过了。g_dma_handle是DMA初始化句柄。hdmatx是外设句柄结构体的成员变量，在这里实际就是g_uart1_handle的成员变量。在HAL库中，任何一个可以使用DMA的外设，它的初始化结构体句柄都会有一个DMA_HandleTypeDef指针类型的成员变量，是HAL库用来做相关指向的。hdmatx就是DMA_HandleTypeDef结构体指针类型。
这句话的含义就是把g_uart1_handle句柄的成员变量hdmatx和DMA句柄g_dma_handle连接起来，是纯软件处理，没有任何硬件操作。
这里我们就点到为止，如果大家要详细了解HAL库指向关系，请查看本实验宏定义标识符__HAL_LINKDMA的定义和调用方法，就会很清楚了。
3）使能串口的DMA发送，启动传输
对于标准DMA例程，直接调用HAL_UART_Transmit_DMA函数进行传输，调用该函数后会开启相应的DMA中断，对于本章实验，我们是通过查询的方法获取数据传输状态，所以并没有做中断相关处理，也没有编写中断服务函数。
HAL库还提供了对串口的DMA发送的停止，暂停，继续等操作函数：
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart); /* 停止 */ HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAPause(UART_HandleTypeDef *huart); /* 暂停 */ HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAResume(UART_HandleTypeDef *huart); /* 恢复 */
对于链表模式的DMA传输，则通过HAL_DMAEx_List_Start_IT函数开启中断并以链表模式启动DMA通道传输，然后调用ATOMIC_SET_BIT函数控制USART_CR3寄存器的DMAT位使能DMA传输。
4）查询DMA传输状态
在DMA传输过程中，我们要查询DMA传输通道的状态，使用的方法是：
__HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TC); /* 传输完成标志位，还可以是其它 */
获取当前传输剩余数据量：
__HAL_DMA_GET_COUNTER(&g_dma_handle);
同样，我们也可以设置对应的DMA数据流传输的数据量大小函数为：
__HAL_DMA_SET_COUNTER (&g_dma_handle, 1000);
DMA相关的库函数我们就讲解到这里，大家可以查看固件库手册详细了解。
5）DMA中断使用方法
对于GPDMA的每个通道都有对应的中断服务函数，比如GPDMA1通道0的中断服务函数为GPDMA1_Channel0_IRQHandler。HAL库提供了通用DMA中断处理函数HAL_DMA_IRQHandler，在该函数内部，会对DMA传输状态进行分析，然后调用相应的中断处理回调函数：
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); /* 发送完成回调函数 */ void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);/* 发送一半回调函数 */ void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); /* 接收完成回调函数 */ void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);/* 接收一半回调函数 */ void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart); /* 传输出错回调函数 */
32.3.2 程序解析
32.3.2.1 DMA标准模式
1. DMA驱动代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DMA驱动源码包括两个文件：dma.c和dma.h。
dma.h头文件只有函数的声明，下面我们直接介绍dma.c的程序，下面是DMA的初始化函数，其定义如下：
/**
* @brief 初始化DMA
* @param 无
* @retval 无
*/
void dma_init(void)
{
/* 使能时钟 */
__HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE();
/* 初始化DMA */
g_dma_handle.Instance = GPDMA1_Channel0;
g_dma_handle.Init.Request = GPDMA1_REQUEST_USART1_TX; /* 通道请求 */
g_dma_handle.Init.BlkHWRequest = DMA_BREQ_SINGLE_BURST;/* 块硬件请求模式 */
g_dma_handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; /* 传输方向 */
g_dma_handle.Init.SrcInc = DMA_SINC_INCREMENTED; /* 传输源地址增量模式 */
g_dma_handle.Init.DestInc = DMA_DINC_FIXED; /* 传输目标地址增量模式 */
g_dma_handle.Init.SrcDataWidth = DMA_SRC_DATAWIDTH_BYTE; /* 传输源数据宽度 */
g_dma_handle.Init.DestDataWidth = DMA_DEST_DATAWIDTH_BYTE;/*传输目标数据宽度*/
g_dma_handle.Init.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT; /* 优先级 */
g_dma_handle.Init.SrcBurstLength = 1; /* 传输源突发长度 */
g_dma_handle.Init.DestBurstLength = 1; /* 传输目标突发长度 */
g_dma_handle.Init.TransferAllocatedPort = DMA_SRC_ALLOCATED_PORT0 |
DMA_DEST_ALLOCATED_PORT0; /* 传输端口分配 */
g_dma_handle.Init.TransferEventMode = DMA_TCEM_BLOCK_TRANSFER;
g_dma_handle.Init.Mode = DMA_NORMAL; /* 传输模式 */
HAL_DMA_Init(&g_dma_handle);
/* 关联外设与DMA */
__HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
/* 配置通道属性 */
HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&g_dma_handle, DMA_CHANNEL_NPRIV);
/* 配置中断优先级并使能中断 */
HAL_NVIC_SetPriority(GPDMA1_Channel0_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(GPDMA1_Channel0_IRQn);
}
该函数是一个通用的DMA配置函数，GPDMA1的所有通道都可以利用该函数配置，不过有些固定参数可能要适当修改（比如位宽，传输方向等）。该函数在外部只能修改DMA数据流编号和通道号，更多的其他设置只能在该函数内部修改。对照前面的配置步骤的详细讲解来分析这部分代码即可。
接下来就是GPDMA中断相关的代码了，具体如下：
/**
* @brief GPDMA1 Channel0中断服务函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void GPDMA1_Channel0_IRQHandler(void)
{
HAL_DMA_IRQHandler(&g_dma_handle);
}
上面的代码比较简单，使用HAL_DMA_IRQHandler()函数处理DMA中断。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：
char temp[] = {"正点原子 STM32 DMA实验\r\n"};
uint8_t buf[(sizeof(temp) - 1) * 200] = {0};
uint8_t uart_ready = 1;
/**
* @brief HAL库UART传输完成回调函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
/* 标记传输完成，可以进行下一次传输 */
uart_ready = 1;
}
int main(void)
{
uint8_t t = 0;
uint8_t key;
uint16_t buf_index;
uint8_t temp_index;
sys_mpu_config(); /* 配置MPU */
sys_cache_enable(); /* 使能Cache */
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(240, 5, 2); /* 配置时钟，600MHz */
delay_init(600); /* 初始化延时 */
usart_init(115200); /* 初始化串口 */
led_init(); /* 初始化LED */
key_init(); /* 初始化按键 */
hyperram_init(); /* 初始化HyperRAM */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
dma_init(); /* 初始化DMA */
lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DMA TEST", RED);
lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Start", RED);
/* 准备数据 */
for (buf_index = 0; buf_index < (sizeof(buf) / (sizeof(temp) - 1));
buf_index++)
{
for (temp_index = 0; temp_index < (sizeof(temp) - 1); temp_index++)
{
buf[buf_index * (sizeof(temp) - 1)+temp_index] = temp[temp_index];
}
}
SCB_CleanDCache();
while (1)
{
key = key_scan(0);
if (key == KEY0_PRES)
{
if (uart_ready == 1)
{
uart_ready = 0;
/* DMA传输串口数据 */
HAL_UART_Transmit_DMA(&g_uart1_handle, buf, sizeof(buf));
}
}
if (++t == 20)
{
t = 0;
LED0_TOGGLE();
}
delay_ms(10);
}
}
main函数的流程大致是：先初始化发送数据缓冲区g_text_to_send的值，然后通过KEY0开启串口DMA发送，将buf里的数据依次发送完。
32.3.2.2 DMA链表模式
1. DMA驱动代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DMA驱动源码包括两个文件：dma.c和dma.h。
dma.h头文件定义了DMA链表的最大节点数，如下所示：
/* 功能定义 */ #define DMA_MAX_NODE 10 /* DMA链表最大节点数量 */
下面我们直接介绍dma.c的程序，下面是DMA的初始化函数，其定义如下：
/**
* @brief 初始化DMA
* @param bufaddr: 缓冲区地址缓冲区的指针
* @param bufsize: 缓冲区大小缓冲区的指针
* @param bufnum: 缓冲区数量
* @retval 无
*/
void dma_init(uint32_t *bufaddr, uint32_t *bufsize, uint32_t bufnum)
{
DMA_NodeConfTypeDef dma_node_conf_struct = {0};
uint32_t node_index;
if (bufnum > (sizeof(g_dma_node_struct) / sizeof(g_dma_node_struct[0])))
{
node_used = sizeof(g_dma_node_struct) / sizeof(g_dma_node_struct[0]);
}
else
{
node_used = bufnum;
}
/* 使能时钟 */
__HAL_RCC_GPDMA1_CLK_ENABLE();
/* 复位链表 */
HAL_DMAEx_List_ResetQ(&g_dma_qlist_struct);
/* 配置DMA链表节点 */
dma_node_conf_struct.NodeType = DMA_GPDMA_LINEAR_NODE; /* 节点类型 */
dma_node_conf_struct.Init.Request = GPDMA1_REQUEST_USART1_TX;/* 通道请求 */
dma_node_conf_struct.Init.BlkHWRequest = DMA_BREQ_SINGLE_BURST;
/* 块硬件请求模式 */
dma_node_conf_struct.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; /* 传输方向 */
dma_node_conf_struct.Init.SrcInc = DMA_SINC_INCREMENTED;/*传输源地址增量模式*/
dma_node_conf_struct.Init.DestInc = DMA_DINC_FIXED; /* 传输目标地址增量模式 */
dma_node_conf_struct.Init.SrcDataWidth = DMA_SRC_DATAWIDTH_BYTE;
/* 传输源数据宽度 */
dma_node_conf_struct.Init.DestDataWidth = DMA_DEST_DATAWIDTH_BYTE;
/* 传输目标数据宽度 */
dma_node_conf_struct.Init.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT;
/* 优先级 */
dma_node_conf_struct.Init.SrcBurstLength = 1; /* 传输源突发长度 */
dma_node_conf_struct.Init.DestBurstLength = 1; /* 传输目标突发长度 */
dma_node_conf_struct.Init.TransferAllocatedPort = DMA_SRC_ALLOCATED_PORT0 |
DMA_DEST_ALLOCATED_PORT0; /* 传输端口分配 */
dma_node_conf_struct.Init.TransferEventMode =
DMA_TCEM_LAST_LL_ITEM_TRANSFER; /* 传输事件模式 */
dma_node_conf_struct.Init.Mode = DMA_NORMAL; /* 传输模式 */
dma_node_conf_struct.DataHandlingConfig.DataExchange = DMA_EXCHANGE_NONE;
/* 数据交换模式 */
dma_node_conf_struct.DataHandlingConfig.DataAlignment =
DMA_DATA_RIGHTALIGN_ZEROPADDED; /* 数据填充和对齐模式 */
dma_node_conf_struct.TriggerConfig.TriggerPolarity =
DMA_TRIG_POLARITY_MASKED; /* 触发事件优先级 */
dma_node_conf_struct.DstAddress = (uint32_t)&g_uart1_handle.Instance->TDR;
/* 目的地址 */
for (node_index = 0; node_index < node_used; node_index++)
{
dma_node_conf_struct.SrcAddress = bufaddr[node_index]; /* 源地址 */
dma_node_conf_struct.DataSize = bufsize[node_index]; /* 数据大小 */
/* 构建DMA链表节点 */
HAL_DMAEx_List_BuildNode(&dma_node_conf_struct,
&g_dma_node_struct[node_index]);
/* DMA链表节点插入链表 */
HAL_DMAEx_List_InsertNode_Tail(&g_dma_qlist_struct,
&g_dma_node_struct[node_index]);
}
/* 初始化链表模式DMA */
g_dma_handle.Instance = GPDMA1_Channel0;
g_dma_handle.InitLinkedList.Priority = DMA_LOW_PRIORITY_LOW_WEIGHT;
g_dma_handle.InitLinkedList.LinkStepMode = DMA_LSM_FULL_EXECUTION;
g_dma_handle.InitLinkedList.LinkAllocatedPort = DMA_LINK_ALLOCATED_PORT0;
g_dma_handle.InitLinkedList.TransferEventMode =
DMA_TCEM_LAST_LL_ITEM_TRANSFER; /* 触发事件模式 */
g_dma_handle.InitLinkedList.LinkedListMode = DMA_LINKEDLIST_NORMAL;
HAL_DMAEx_List_Init(&g_dma_handle);
/* 关联DMA与DMA链表 */
HAL_DMAEx_List_LinkQ(&g_dma_handle, &g_dma_qlist_struct);
/* 关联外设与DMA */
__HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
/* 配置通道属性 */
HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&g_dma_handle, DMA_CHANNEL_NPRIV);
/* 注册DMA传输完成回调函数 */
HAL_DMA_RegisterCallback(&g_dma_handle, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID,
dma_transfer_complete_cb);
/* 配置中断优先级并使能中断 */
HAL_NVIC_SetPriority(GPDMA1_Channel0_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(GPDMA1_Channel0_IRQn);
}
该函数首先计算DMA传输的数据需要使用多少个DMA链表的节点，然后使能GPDMA时钟，因为我们使用的是DMA链表模式，所以首先要配置DMA链表节点，用过HAL库提供的HAL_DMAEx_List_BuildNode函数构建我们要用的DMA链表节点，然后将节点插入到我们的链表中，这样就构建好了我们的DMA链表，接着是配置DMA，我们需要选择到DMA链表模式，配置完成后分别将链表与DAM、外设关联起来，最后注册中断及回调函数。
下面是开启DMA传输函数，具体如下：
/**
* @brief DMA传输完成回调函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void dma_start_transfer(void)
{
if (dma_ready == 1)
{
dma_ready = 0;
/* 开启中断模式的DMA链表传输 */
HAL_DMAEx_List_Start_IT(&g_dma_handle);
/* 使能UART的DMA发送 */
ATOMIC_SET_BIT(g_uart1_handle.Instance->CR3, USART_CR3_DMAT);
}
}
这个函数非常的简单，我们在32.3.1小节也有对这两个函数功能进行详细介绍，这里就不再叙述。
接下来就是GPDMA中断相关的代码了，具体如下：
/**
* @brief DMA传输完成回调函数
* @param hdma: DMA句柄指针
* @retval 无
*/
static void dma_transfer_complete_cb(DMA_HandleTypeDef *const hdma)
{
if (hdma->Instance == GPDMA1_Channel0)
{
dma_ready = 1;
}
}
/**
* @brief GPDMA1 Channel0中断服务函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void GPDMA1_Channel0_IRQHandler(void)
{
HAL_DMA_IRQHandler(&g_dma_handle);
}
上面的代码比较简单，使用HAL_DMA_IRQHandler()函数处理DMA中断，然后调用HAL_UART_TxCpltCallback回调函数，给变量dma_ready赋值为1，表示上个数据传输完成，DMA已经准备就绪，方便dma_start_transfer函数那边进行处理。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：
/* 传输数据 */
char *buffer[] = {
"STM32\r\n",
"DMA TEST\r\n",
"正点原子 STM32 DMA\r\n",
"\r\n",
};
/* 传输数据大小 */
uint32_t size[] = {
sizeof("STM32\r\n") - 1,
sizeof("DMA TEST\r\n") - 1,
sizeof("正点原子 STM32 DMA\r\n") - 1,
sizeof("\r\n") - 1,
};
/* 传输数据数量 */
uint32_t number = sizeof(buffer) / sizeof(buffer[0]);
int main(void)
{
uint8_t t = 0;
uint8_t key;
uint16_t buf_index;
uint8_t temp_index;
sys_mpu_config(); /* 配置MPU */
sys_cache_enable(); /* 使能Cache */
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(240, 5, 2); /* 配置时钟，600MHz */
delay_init(600); /* 初始化延时 */
usart_init(115200); /* 初始化串口 */
led_init(); /* 初始化LED */
key_init(); /* 初始化按键 */
hyperram_init(); /* 初始化HyperRAM */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
dma_init((uint32_t *)buffer, size, number); /* 初始化DMA */
lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DMA TEST", RED);
lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Start", RED);
while (1)
{
key = key_scan(0);
if (key == KEY0_PRES)
{
/* 开启DMA传输 */
dma_start_transfer();
}
if (++t == 20)
{
t = 0;
LED0_TOGGLE();
}
delay_ms(10);
}
}
main函数的流程大致是：先初始化发送数据缓冲区buffer的值，然后通过KEY0调用dma_start_transfer函数开启串口DMA发送。
32. 4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示的内容如图32.4.1所示：
图32.4.1 DMA实验测试图
我们打开串口调试助手，然后按KEY0，可以看到串口显示如图32.4.2所示的内容：
图32.4.2 串口收到的数据内容
至此，我们整个DMA实验就结束了，希望大家通过本章的学习，掌握STM32H7R7的DMA使用。DMA是个非常好的功能，它不但能减轻CPU负担，还能提高数据传输速度，合理的应用DMA，往往能让你的程序设计变得简单。