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| V1.0 | 2020-03-28 | gingko | 初次建立 |
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===== STM32CubeMX教程十四——DMA实验 =====
1. 在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
{{ :icore3:icore3_cube_14_1.png?direct |}}
2. 出现芯片型号选择，搜索芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置
在搜索栏的下面，提供的各种查找方式，可以选择芯片内核、型号等，可以帮助用户查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32F407IGTx。
{{ :icore3:icore3_cube_14_2.png?direct |}}
3. 配置RCC，使用外部时钟源
{{ :icore3:icore3_cube_14_3.png?direct |}}
4. 配置调试引脚
{{ :icore3:icore3_cube_14_4.png?direct |}}
5. 将LED对应的3个引脚（PI5，PI6，PI7）设置为GPIO_Output
{{ :icore3:icore3_cube_14_5.png?direct |}}
6. 引脚模式配置
{{ :icore3:icore3_cube_14_6.png?direct |}}
7. 配置DMA
{{ :icore3:icore3_cube_14_7.png?direct |}}
8. 时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频
{{ :icore3:icore3_cube_14_8.png?direct |}}
9. 工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置,我们只用到有限几个，其他的默认即可 IDE我们使用的是 MDK5
{{ :icore3:icore3_cube_14_9.png?direct |}}
10. 点击Code Generator，进行进一步配置
{{ :icore3:icore3_cube_14_10.png?direct |}}
* **Copy all used libraries into the project folder**
* 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
* 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
* 缺点：体积大，编译时间很长
* **Copy only the necessary library files**
* 只复制所需要的.C和.H（推荐）
* 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
* 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
* **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
* 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H
* 优点：体积小，比较节约硬盘空间
* 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
* 自行选择方式即可
11. 然后点击GENERATE CODE 创建工程
{{ :icore3:icore3_cube_14_11.png?direct |}}
创建成功，打开工程。
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===== 实验十四：DMA实验——储存器到存储器的传输 =====
==== 一、 实验目的与意义 ====
- 了解STM32 DMA结构。
- 了解STM32 DMA特征。
- 掌握DMA的使用方法。
- 掌握STM32 HAL库中DMA属性的配置方法。
- 掌握KEIL MDK集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====
- iCore3 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=524229438677|点击购买]]
- JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]
- Micro USB线缆。
- Keil MDK 开发平台。
- STM32CubeMX开发平台。
- 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
* **DMA简介**
* DMA，全称为"Direct Memory Access"，即直接存储器访问，是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式。在DMA模式下，CPU只须向DMA控制器下达指令，让DMA控制器来处理数据的传送，数据传送完毕再把信息反馈给CPU，这样在很大程度上减轻了CPU资源占有率，可以极大地节省系统资源。DMA模式又可以分为Single-Word DMA(单字节DMA)和Multi-Word DMA(多字节DMA)两种。
* **DMA工作原理**
* DMA 允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依于 CPU 的大量中断负载。否则，CPU 需要从来源把每一片段的资料复制到暂存器，然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中，CPU 对于其他的工作来说就无法使用。
* DMA 传输主要地将一个内存区从一个装置复制到另外一个。当 CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由 DMA 控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。所以，DMA传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。
* **DMA类别**
* 按键主要有两种类型：单字节DMA、多字节DMA。
* 单字节DMA：一次传送一个字节，效率较低，但它会保证在两次DMA传送之间，CPU有机会获得总线控制权，执行一次CPU总线周期。
* 多字节DMA：一次请求传送一个数据块，效率高，但在整个DMA传送期间，CPU长时间无法控制总线（无法响应其他DMA请求，无法处理其他中断等）
* 本实验采用DMA2控制器的数据流0，选用通道0进行数据传输。通过LED的颜色来判断传输是否成功。
==== 四、 实验程序 ====
=== 1. 主函数 ===
* 初始化之后，使用HAL_DMA_Start函数开启DMA；通过HAL_DMA_GET_FLAG函数判断DMA传输是否完成，待DMA传输完成后，判断DMA传输目标数据与DMA传输源数据是否一致，即dst_buffer数组中的内容与src_buffer数组中的内容是否相等。若不相等，则测试失败，红色LED闪烁；若相等，则测试成功，蓝色LED闪烁。
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init(); //GPIO初始化
MX_DMA_Init(); //DMA初始化
dma2.initialize();
HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma2_stream0,(unsigned long int)src_buffer,(unsigned long int)dst_buffer,(unsigned
long int)BUFFER_SIZE);
//等待DMA传输完成
while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma2_stream0,DMA_FLAG_TCIF0_4) == SET);
for(i = 0;i < BUFFER_SIZE;i++){
if(dst_buffer[i] != src_buffer[i]){
while(1){ //测试失败
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}
}
while (1) //测试成功
{
HAL_Delay(500);
LED_BLUE_ON;
HAL_Delay(500);
LED_BLUE_OFF;
}
}
* DMA外设基地址：在此定义src_buffer数组作为DMA传输数据源，const 关键字将src_buffer数组变量定义为常量类型，表示数据存储在内部FLASH中。
* DMA存储器地址：在此定义dst_buffer数组作为DMA传输目标存储器,存储在内部SDAM中。
//DMA外设基地址
//定义src_buffer数组作为DMA传输数据源
//const 关键字将src_buffer数组变量定义为常量类型，表示数据存储在内部FLASH中
const unsigned long int src_buffer[BUFFER_SIZE] =
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,
0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,
0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,
0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,
0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,
0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80};
//DMA存储器地址
//定义dst_buffer数组作为DMA传输目标存储器,存储在内部SDAM中
unsigned long int dst_buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
=== 2. DMA相关结构体定义 ===
DMA_HandleTypeDef hdma_memtomem_dma2_stream0;
* DMA的名称定义，这个结构体中存放了DMA所有用到的功能，后面的别名hdma_memtomem_dma2_stream0就是我们所用的DMA的别名，在此采用DMA2控制器的数据流0，选用通道0进行数据传输。
typedef struct __DMA_HandleTypeDef
{
DMA_Stream_TypeDef *Instance;
//DMA寄存器基地址
DMA_InitTypeDef Init; //DMA通信参数
HAL_LockTypeDef Lock; //DMA锁定参数
__IO HAL_DMA_StateTypeDef State;
void *Parent;
void (* XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
void (* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
void (* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
void (* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
void (* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
void (* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
__IO uint32_t ErrorCode;
uint32_t StreamBaseAddress;
uint32_t StreamIndex;
}DMA_HandleTypeDef;
* 上述DMA_HandleTypeDef包含了指向寄存器的指针、互斥锁、一个描述状态的变量、一个保存错误代码的变量、指向DMA结构体的指针等。所有对DMA进行操作的函数都使用这个结构体的指针作为参数。
typedef struct
{
uint32_t DMA_Channel; //选择通道
uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr; //DMA外设基地址
uint32_t DMA_Memory0BaseAddr; //DMA存储器地址
uint32_t DMA_DIR; //DMA传输方向
uint32_t DMA_BufferSize; //数据传输量
uint32_t DMA_PeripheralInc; //外设增量模式选择
uint32_t DMA_MemoryInc; //存储器增量模式
uint32_t DMA_PeripheralDataSize; //设置外设数据宽度
uint32_t DMA_MemoryDataSize; //设置存储器数据宽度
uint32_t DMA_Mode; //运行模式选择
uint32_t DMA_Priority; //优先级选择
uint32_t DMA_FIFOMode; //FIFO模式选择
uint32_t DMA_FIFOThreshold; //FIFO阀值
uint32_t DMA_MemoryBurst; //存储器突发传输
uint32_t DMA_PeripheralBurst; //外设突发传输
}DMA_InitTypeDef;
* DMA_Channel： DMA 请求通道选择，可选通道 0 至通道 7，每个外设对应固定的通道。
* DMA_PeripheralBaseAddr：外设地址，一般设置为外设的数据寄存器地址，如果是存储器到存储器模式，则设置为其中一个存储区地址。
* DMA_DIR：传输方向选择，可选外设到存储器、存储器到外设以及存储器到存储器。
* DMA_PeripheralInc：如果配置为 DMA_PeripheralInc_Enable，使能外设地址自动递增功能。
* DMA_MemoryInc：如果配置为 DMA_MemoryInc_Enable，使能存储器地址自动递增功能。
* DMA_PeripheralDataSize：外设数据宽度，可选字节(8 位)、半字(16 位)和字(32位)。
* DMA_MemoryDataSize：存储器数据宽度，可选字节(8 位)、半字(16 位)和字(32位)。
* DMA_Priority：软件设置数据流的优先级，有 4 个可选优先级分别为非常高、高、中和低。
* DMA_MemoryBurst：存储器突发模式选择，可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。
* DMA_PeripheralBurst：外设突发模式选择，可选单次模式、 4 节拍的增量突发模式、 8 节拍的增量突发模式或 16 节拍的增量突发模式。
=== 3. DMA相关函数 ===
* HAL_DMA_Start();开启DMA传输。
* _HAL_DMA_GET_FLAG();获取DMA传输标志位
* _HAL_DMA_CLEAR_FLAG();清除DMA传输完成标志
* _HAL_DMA_GET_COUNTER();得到当前还剩余多少数据
* DMA开始传输
HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress, uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength)
* 参数：
* DMA_HandleTypeDef *hdma为DMA的别名,在本实验中即指DMA2的通道0
* uint32_t SrcAddress DMA外设基地址
* uint32_t DstAddress DMA存储器地址
* uint32_t DataLength 发送的数据长度
* DMA获取传输标志位
__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma2_stream0,DMA_FLAG_TCIF0_4)
* 参数：
* &hdma_memtomem_dma2_stream0在本实验中为 DMA2的通道0
* DMA_FLAG_TCIF0_4 对应的寄存器地址
==== 五、 实验步骤 ====
- 把仿真器与iCore3的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
- 把iCore3通过Micro USB线与计算机相连，为iCore3供电；
- 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
- 烧写程序到iCore3上；
- 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====
实验成功，iCore3 双核心板蓝色LED灯点亮；实验失败，红色LED灯闪烁。