【STM32专题 UART-DMA 】

只看该作者 · 2023-9-30 23:36

环境搭建：
硬件平台：STM32H750XBH6
开发环境：STM32CubeMX V6.8.1+KEIL V5.28.0.0
STM32H750固件版本：package V1.11.0
仿真下载驱动：ST-Link
上一节使用了中断的方式实现了uart,这一节使用DMA方式实现

什么是DMA？？
DMA（Direct Memory Access）是一个硬件功能，用于使外围设备能够直接与系统内存进行数据交换，而不需要CPU的直接干预。这种方法减少了CPU的负担，并提高了数据传输的效率，尤其是对于大数据块的移动或复制操作。

在STM32微控制器中，DMA主要与各种外围设备（如UART、SPI、ADC等）结合使用，以实现高效的数据传输。例如，您可以使用DMA直接将ADC转换的数据存储到内存数组中，或从内存数组中发送数据到UART，而不需要在每次数据传输时都中断CPU。

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STM32中DMA的主要特点：
数据传输的自动管理：一旦DMA传输被设置和启动，DMA控制器会自动管理整个数据传输过程，而不需要CPU的任何干预。
多个通道：STM32的DMA通常具有多个通道，每个通道可以与不同的外围设备关联。
不同的数据传输方向：DMA可以从外围设备到内存、从内存到外围设备或者从内存到内存之间移动数据。
中断功能：当DMA传输完成或发生错误时，可以配置DMA产生一个中断。这使得CPU可以知道传输的状态，并采取相应的操作。
循环模式：在某些应用中，可以设置DMA在完成传输后自动重新开始，这在音频流或PWM波形生成等应用中很有用。
灵活的配置：可以配置数据的大小（例如8位、16位或32位）、增量地址等。

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使用场景：
音频和视频流：例如，从ADC采集音频数据或将音频数据发送到DAC。
通信接口：例如，从UART接收数据或向SPI发送数据。
数据缓冲：例如，当从一个传感器快速采集数据时。
任何需要大量数据移动或复制的场景，其中CPU的直接 involvement 可能会成为瓶颈。

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看一下手册中的介绍

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DMA的基本框图通常包括以下组件：

DMA控制器（DMA Controller）：这是DMA操作的核心，它负责管理数据的传输而不需要CPU的干预。
数据通道（Channel）：DMA控制器中的每一个数据传输路径称为一个通道。
源地址寄存器（Source Address Register）：存储数据将从哪里开始传输的内存地址。
目标地址寄存器（Destination Address Register）：存储数据将被传输到哪里的内存地址。

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此外还有

计数器（Count Register）：记录还有多少数据需要传输。
控制逻辑（Control Logic）：这部分负责决定何时开始传输、何时停止，以及数据是如何被传输的。

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当DMA传输开始时：

CPU首先设置DMA控制器，包括源地址、目标地址以及要传输的数据长度。
DMA控制器接管总线，开始数据传输。
当所有数据都已传输或达到设定的计数器值时，DMA控制器生成一个中断，通知CPU数据传输已完成。

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Cubemx配置DMA

第一种可以直接在DMA进行配置

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第二种通过所在外设配置

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使用UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）与DMA（Direct Memory Access）结合进行数据传输时，你可以选择是否启用UART的中断。

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以下是两种常见的应用场景：

仅使用DMA，不使用UART中断：
当DMA传输完成后，DMA会产生一个中断（这是DMA自己的中断，与UART的中断不同）。
你可以在DMA的中断服务程序中处理数据或执行相关操作。
在这种场景下，UART的中断不是必需的，因为DMA已经处理了大部分的数据传输工作。

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同时使用DMA和UART中断：
除了DMA完成中断外，你可能还想知道其他UART相关的事件，例如错误条件（如帧错误、奇偶校验错误等）。
在这种情况下，你可以同时启用UART的中断以处理这些特殊的事件。
这样，即使DMA负责主要的数据传输工作，UART的中断仍然可以为你提供关于UART状态的额外信息。

只看该作者 · 2023-9-30 23:39

所以，决定是否开启UART的中断取决于你的具体应用需求。如果你只关心数据的传输，并依赖DMA来通知你何时完成，那么你可能不需要开启UART的中断。但是，如果你想获取更多的UART相关的状态或错误信息，那么启用UART的中断可能会很有用。

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这里我们开启usart的中断吧，上一个实验使用到了，这里依然开启，不然使用中断的就用不了了

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DMA两种模式
Normal 模式：
在这种模式下，当DMA传输所需的数据字节数完成后，传输会自动停止。
这意味着，如果你设置DMA传输100个字节，那么在这100个字节被传输后，DMA会停止，并可能产生一个中断（如果你已经使能了DMA完成中断）。
为了再次进行传输，你需要重新设置和启动DMA。

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Circular 模式：
在这种模式下，当DMA传输所需的数据字节数完成后，DMA不会停止，而是回到开始的位置，并继续传输。
使用前面的例子，如果你设置DMA在circular模式下传输100个字节，那么在这100个字节被传输后，DMA会再次从头开始传输相同的数据块，如此循环。
这种模式在需要持续不断的数据传输，如音频流、传感器数据读取等场景下非常有用。
即使是在circular模式下，DMA仍然可以在每次完成数据块传输后产生中断。