DMA实验
本章，我们将介绍STM32H750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。

30.1 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。
STM32H750内部有4个DMA控制器，它们的连接关系请参考前面第十一章的图11.3.2 STM32H7的总线架构图。图中可以看到每个域都拥有各自的 DMA控制器，D1域有1个高速主DMA（MDMA）；D2 域有2个双口DMA，DMA1和DMA2；D3域有1个基本DMA（BDMA）。
) e2 D9 S9 {7 |9 X1、MDMA用于实现：内存内存、内存外设、外设内存之间的高速数据传输，MDMA支持AXI和AHBS总线之间的数据传输。注意：仅MDMA支持AHBS的访问（可访问DTCM和ITCM），其他DMA都无法访问AHBS总线。
% S# @2 K" T, D. z2、双口DMA同样可以实现：内存内存、内存外设、外设内存之间的高速数据传输，双口DMA支持AHB外设之间的数据传输，具有独立的FIFO，支持不同位宽的数据传输。
, z9 x% W6 v- ^3、BDMA用于实现：内存内存、内存外设、外设内存、外设到外设之间的高速数据传输。
/ T+ u  S* m$ P# C3 n$ V本章我们用到的是双口DMA，因此接下来，我们重点介绍双口DMA。
* m9 J6 D1 X  V, j7 vSTM32H750内部有2个双口DMA控制器（DMA1和DMA2），共16个数据流（每个控制器8个），每一个双口DMA控制器都用于管理一个或多个外设的存储器访问请求。每个数据流可以有多达115个通道（或称请求）。每个数据流通道都有一个仲裁器，用于处理DMA请求间的优先级。
STM32H750的双口DMA有以下一些特性：
% o* N" ^+ Q6 f. G8 z+ G; g① 双AHB主总线架构，一个用于存储器访问，另一个用于外设访问
② 仅支持32位访问的AHB从编程接口
8 |4 Y0 t" z! @& f7 _③ 每个DMA控制器有8个数据流，每个数据流有多达115个通道（或称请求）
④ 每个数据流有单独的四级32位先进先出存储器缓冲区(FIFO)，可用于FIFO模式或直接模式
$ |8 \" |. X; w/ I9 `) p⑤ 通过硬件可以将每个数据流配置为：
1，支持外设到存储器、存储器到外设和存储器到存储器传输的常规通道
2，支持在存储器方双缓冲的双缓冲区通道
$ k. E: m6 i: r% [⑥ 8个数据流中的每一个都连接到专用硬件DMA通道（请求）
⑦ DMA 数据流请求之间的优先级可用软件编程（4个级别：非常高、高、中、低），在软件优先级相同的情况下可以通过硬件决定优先级（例如，请求0的优先级高于请求1）
⑧ 每个数据流也支持通过软件触发存储器到存储器的传输
⑨ 每个数据流的通道请求可以由DMA请求复用器1（DMAMUX1）选择，可供选择的通道请求数多达115个。此选择可由软件配置，允许多个外设启动DMA请求
2 t9 w! ^* A& W: c2 `/ I/ Y⑩ 要传输的数据项的数目可以由DMA控制器或外设管理：
8 [; j5 r- C0 C' G1，DMA 流控制器：要传输的数据项的数目是1到65535，可用软件编程
2，外设流控制器：要传输的数据项的数目未知并由源或目标外设控制，这些外设通过硬件发出传输结束的信号
⑪ 独立的源和目标传输宽度（字节、半字、字）：源和目标的数据宽度不相等时，DMA自动封装/解封必要的传输数据来优化带宽。这个特性仅在FIFO模式下可用。
⑫ 对源和目标的增量或非增量寻址
⑬ 支持4个、8个和16个节拍的增量突发传输。突发增量的大小可由软件配置，通常等于外设FIFO大小的一半
⑭ 每个数据流都支持循环缓冲区管理
, A4 F" [% u3 ?0 a⑮ 5个事件标志（DMA 半传输、DMA 传输完成、DMA 传输错误、DMA FIFO 错误、直接模式错误），进行逻辑或运算，从而产生每个数据流的单个中断请求
30.1.1 DMA框图
STM32H750有两个双口DMA控制器，DMA1和DMA2，本章，我们仅针对DMA2进行介绍。下面先来学习双口DMA控制器框图，通过学习DMA控制器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。STM32H750的双口MDA控制器框图如图30.1.1.1所示：
+ |, e2 F) z' Q
3 O" ~% m4 N9 M; r" `
. I) s( V: [& O5 ?6 c; T) d6 I! K: d
9 w6 G" i: I3 j" I图30.1.1.1 DMA控制器框图
3 L2 K* O# P1 A* l5 ]图中，我们标记了6处位置，起作用分别是：
①，DMA控制器的从机编程接口，通过该接口可以对DMA的相关控制寄存器进行设置，从而配置DMA，实现不同的功能。同时，该接口可以输出dma_it[0:7]的中断信号到NVIC，以及dma_tcif[0:7]的信号到MDMA。
9 n: B- p! g% V0 W# G②，DMA控制器的外设接口，用于访问相关外设，特别的，当外设接口设置的访问地址是内存地址的时候，DMA就可以工作在内存到内存模式了。
③，DMA控制器的FIFO区，每个数据流（总共8个数据流）都有一个独立的FIFO，可以实现存储器接口到外设接口之间的数据长度非对齐传输。
④，DMA控制器的存储器接口，用于访问外部存储器，特别的当存储器地址是外设地址的时候，可以实现类似外设到外设的传输效果。
⑤，DMA控制器的仲裁器，用于仲裁数据流0~7的请求优先级，保证数据有序传输。
5 W( q2 V6 [" w4 R& q/ F⑥，这是DMA控制器数据流0~7的通道请求信号，由DMAMUX1的选择，每个数据流有多达115个通道请求可以选择。我们必须根据实际需求来选择对应的通道请求。
这里重点介绍一下DMAMUX1，其全称是DMA请求复用器1，用于管理DMA1和DMA2的通道请求，而DMAMUX2则用来管理BDMA的通道请求，这里重点介绍DMAMUX1。
/ y  @- g# l6 {) Z; KDMAMUX1总共有16个通道，其中通道07对应DMA1的数据流07，通道815对应DMA2的数据流07。DMAMUX框图如图30.1.1.2所示：
5 o9 `" I  i" t+ q. y! y" H

' w, ]) k. i  X1 e2 ?" Y+ x  u+ y
图30.1.1.2 DMAMUX控制器框图
& q! b5 \: V; a2 R整个DMAMUX的功能比较复杂，包括：选择具体的DMA请求通道（源）、同步控制、请求生成、请求计数和中断等，本章我们只用到其最简单的应用：选择具体的DMA请求通道，即通过DMAMUX1选择DMA1/DMA2的数据流通道（请求通道）。为了方便说明，我们在图中标出了几个关键点：
①，外设请求，即STM32H7芯片内部外设的请求，这部分总共有p+1个外设请求，对于DMAMUX1来说，总共有107个（p=106）。具体的对应关系详见：《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf》第694页，Table 120。
* Y" c# k& n7 C+ s8 p②，通道选择，通过DMAMUX_CmCR（对DMAMUX1来说，m=0~15，该寄存器也写作：DMAMUX_CCRm，下同）寄存器的DMAREQ_ID[7:0]位来选择DMA的具体请求通道，总共有115个通道，其中①处有107个，还有8个通道来自DMAMUX内部的请求生成器，我们一般用①处的107个请求通道。
③，同步控制，用于同步DMA请求，最终输出给DMA控制器，我们本章不使用同步控制，因此可以关闭同步（通过DMAMUX_CmCR寄存器的SE位设置）。
④，输出到DMA控制器的请求信号，对DMAMUX1来说总共有16个输出请求信号（m=15），分别对应DMA1和DMA2的数据流0~7。
因此，我们一般只需要通过设置DMAMUX1通道m的DMAMUX1_CmCR寄存器来选择输入通道，即可完成DMA1/DMA2某个数据流的DMA输入请求通道选择。
举例来说，假设我们要设置DMA2数据流3的DMA输入请求通道为：串口7的TX（UART7_TX），则：
1，DMA2数据流3对应DMAMUX1的通道11（从0开始算起）。
2，串口7的TX对应的外设DMA请求编号为：80（查《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）.pdf》第696页Table 121）。
& s) E8 R3 Y& o, r/ C3 u9 x2 R1 f! D因此，我们只需要设置DMAMUX1_CCR11的DMAREQ_ID[7:0]位为80即可完成DMA2数据流3的请求来自UART7_TX的设置。
DMAMUX1的DMA请求资源分配表，如表30.1.1.1所示：



; m( C: t% S6 v* E+ g% T, S表30.1.1.1 DMAMUX1 DMA请求资源分配表（部分）
由表可知，DMAMUX1的DMA请求输入总共有115个，表中我们省略了一部分内容，详见：《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）》第696页Table 120和Table 121。
由于DMA1/DMA2数据流0~7的DMA请求全部是来自DMAMUX1的设置（16个通道），DMAMUX1的所有通道都可以独立设置，因此，对于STM32H7来说，DMA1/DMA2的任何一个数据流的请求都可以来自115个通道的任意一个，因此相对于STM32其他系列来说，STM32H7的DMA配置更加灵活，无需固定通道对应固定外设请求，可以随意设置。
1 z1 ~7 a6 Z( ]- {  r9 |30.1.2 DMA寄存器
5 C+ ^5 J* [2 ODMAMUX1请求线复用器通道x配置寄存器（DMAMUX1_CxCR），（x = 0到15）
& O' s+ D& w' o2 D3 pDMAMUX1请求线复用器通道x配置寄存器描述如图30.1.2.1所示：

8 C: R5 Q- J& h) A5 d

图30.1.2.1 DMAMUX1_CxCR寄存器各位描述
$ y0 F4 Q7 ]% T本章，该寄存器我们只需要关心DMAREQ_ID[7:0]这8个位，其他位全部用不到（设置为0即可），DMAREQ_ID[7:0]用于选择输出通道x的DMA输入请求，我们需要通过这8个位选择DMA1/DMA2数据流的请求源。请求列表见表30.1.1（完整的表见《STM32H7xx参考手册_V7（英文版）》第696页Table 120和Table 121）。
DMA中断状态寄存器（DMA_LISR和DMA_HISR）
DMA中断状态寄存器，该寄存器总共有2个：DMA_LISR和DMA_HISR，每个寄存器管理4数据流（总共8个），DMA_LISR寄存器用于管理数据流03，而DMA_HISR用于管理数据流47。这两个寄存器各位描述都完全一模一样，只是管理的数据流不一样。
这里我们仅以DMA_LISR寄存器为例进行介绍，DMA_LISR各位描述如图30.1.2.2所示：
5 W' D1 y0 {( o: @8 P

/ k5 P* c* V; B* s8 ]+ d' w7 B
0 [* Q1 T' J/ I+ m+ ]图30.1.2.2 DMA_LISR寄存器
如果开启了DMA_LISR中这些位对应的中断，则在达到条件后就会跳到中断服务函数里面去，即使没开启，我们也可以通过查询这些位来获得当前DMA传输的状态。这里我们常用的是TCIFx位，即数据流x的DMA传输完成与否标志。注意此寄存器为只读寄存器，所以在这些位被置位之后，只能通过其他的操作来清除。DMA_HISR寄存器各位描述通DMA_LISR寄存器各位描述完全一样，只是对应数据流4~7，这里我们就不列出来了。
* x4 C( ^" K: F) HDMA中断标志清除寄存器（DMA_LIFCR和DMA_HIFCR）
DMA中断标志清除寄存器, 该寄存器同样有2个：DMA_LIFCR和DMA_HIFCR，同样是每个寄存器控制4个数据流，DMA_LIFCR寄存器用于管理数据流0~3，而DMA_ HIFCR用于管理数据流4~7。这两个寄存器各位描述都完全一模一样，只是管理的数据流不一样。
- t' B/ s1 a- n# _% O1 D- x% t8 b2 A这里，我们仅以DMA_LIFCR寄存器为例进行介绍，DMA_LIFCR各位描述如图30.1.2.3所示：
0 `/ [( E) ^$ o: N$ j& y% G

& R+ W: p( b$ }, H& v3 B$ A5 l" a
图30.1.2.3 DMA_LIFCR寄存器
DMA_LIFCR的各位就是用来清除DMA_LISR的对应位的，通过写1清除。在DMA_LISR被置位后，我们必须通过向该位寄存器对应的位写入1来清除。DMA_HIFCR的使用同DMA_LIFCR类似，这里就不做介绍了。
! C2 @9 X0 S) J7 x) H9 ?第四个是DMA数据流x配置寄存器（DMA_SxCR）（x=0~7，下同）。该寄存器的我们在这里就不贴出来了，见《STM32H7xx参考手册_V3（中文版）.pdf》第565页15.5.5小节。该寄存器控制着DMA的很多相关信息，包括数据宽度、外设及存储器的宽度、优先级、增量模式、传输方向、中断允许、使能等都是通过该寄存器来设置的。所以DMA_ SxCR是DMA传输的核心控制寄存器。
第五个是DMA数据流x数据项数寄存器（DMA_SxNDTR）。这个寄存器控制DMA数据流x的每次传输所要传输的数据量。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。
- h9 [4 \% r: L# K- R' h5 A- V第六个是DMA数据流x的外设地址寄存器（DMA_SxPAR）。该寄存器用来存储STM32H750外设的地址，比如我们使用串口1，那么该寄存器必须写入0x40011028（其实就是&USART1_TDR）。如果使用其他外设，就修改成相应外设的地址就行了。
* D) z6 ]+ g( M) T最后一个是DMA数据流x的存储器地址寄存器，由于STM32H750的DMA支持双缓存，所以存储器地址寄存器有两个：DMA_SxM0AR和DMA_SxM1AR，其中DMA_SxM1AR仅在双缓冲模式下，才有效。本章我们没用到双缓冲模式，所以存储器地址寄存器就是：DMA_SxM0AR，该寄存器和DMA_CPARx差不多，但是是用来放存储器的地址的。比如我们使用SendBuf[7800]数组来做存储器，那么我们在DMA_SxM0AR中写入&SendBuff就可以了。
30.2 硬件设计
1.例程功能
" l+ [/ D1 @$ `1 W每按下按键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
6 C4 O( }# J7 A1）RGB灯
1 I* G0 _3 }" O: \  URED : LED0 - PB4
2）独立按键 KEY0 - PA1
3）串口1(PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
. G- r& i2 j! w( B2 t  f9 F! d6 q5 N9 U4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
# K/ |& P) @+ A! _5）DMA
2 f  i! j6 F- q3.原理图
DMA属于STM32H750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。
8 \- m  H* d9 @8 {
% r# r0 A- j0 u30.3 程序设计
2 B+ Q, l, X# \. Z7 F- z6 p30.3.1 DMA的HAL库驱动
6 @( r2 |8 }/ @& F1 H( DDMA在HAL库中的驱动代码在stm32h7xx_hal_dma.c文件（及其头文件）中。
4.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);
函数描述：
用于初始化DMA1，DMA2和BDMA。
函数形参：
形参1是DMA_HandleTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：

1. typedef struct __DMA_HandleTypeDef
   : D* c/ c: e7 _; x5 J
2. {
   
3.   void                              *Instance;               /* 寄存器基地址 */
   
4.   DMA_InitTypeDef                 Init;             /* DAM通信参数 */
   ( |& h* }  g2 G2 e4 s: n( F
5.   HAL_LockTypeDef                 Lock;             /* DMA锁对象 */
   & o6 B6 X: n7 a- Y" a& y
6.   __IO HAL_DMA_StateTypeDef     State;                  /* DMA传输状态 */
   
7.   void                              *Parent;                 /* 父对象状态，HAL库处理的中间变量 */
   
8.   void (*XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);/*DMA传输完成回调*/
   ' `/ Q- \9 I, s
9.   void (* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);  
   
10. /* DMA一半传输完成回调 */
    
11.   void (* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);   
    
12.         /* DMA传输完整的Memory1回调 */
    
13.   void (* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);  
    
14. /* DMA传输半完全内存回调 */
    + V$ {9 e. f. x4 q8 N/ x; o/ Y
15.   void (* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
    
16. /*DMA传输错误回调*/
    , a. A" N& N; B# x' t4 j
17.   void (* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);
    
18. /* DMA传输中止回调 */
    / k( a/ q+ i$ o
19. __IO uint32_t                   ErrorCode;                      /* DMA存取错误代码 */
    : w9 d$ B" y5 {5 h5 ~# R3 R9 l% j
20. uint32_t                         StreamBaseAddress;              /* DMA数据流基地址 */
    
21. uint32_t                         StreamIndex;                     /* DMA数据流索引号 */
    
22. DMAMUX_Channel_TypeDef        *DMAmuxChannel;                  /* DMAMUX信道基础地址 */
    3 |% i; i+ r2 c3 t
23. DMAMUX_ChannelStatus_TypeDef *DMAmuxChannelStatus;          /* DMAMUX通道状态基础地址*/
    " V" y' ~! [6 f. |) B; t0 f
24. uint32_t                         DMAmuxChannelStatusMask;        /* DMAMUX通道状态掩码 */
    ) G  q% q1 q$ H, w9 J' i
25. DMAMUX_RequestGen_TypeDef     *DMAmuxRequestGen;/* DMAMUX请求生成器基地地址 */
    ( _) U$ e3 H$ h
26. DMAMUX_RequestGenStatus_TypeDef  *DMAmuxRequestGenStatus;
    
27. /* DMAMUX请求生成器状态地址 */
    7 F( G& r8 k; Y4 r5 ?$ U% J) w
28. uint32_t             DMAmuxRequestGenStatusMask;  /* DMAMUX请求生成器状态掩码 */
    
29. }DMA_HandleTypeDef;

复制代码

这个结构体内容比较多，上面已注释中文翻译，下面列出几个成员说明一下。
Instance：是用来设置寄存器基地址，例如要设置为DMA2的数据流7，那么取值为DMA2_Stream7。
Parent：是HAL库处理中间变量，用来指向DMA通道外设句柄。
( ^/ _) E" J* d: p) z3 Y9 HStreamBaseAddress和StreamIndex是数据流基地址和索引号，这个是HAL库处理的时候会自动计算，用户无需设置。
0 O) e0 i$ V! w' ?: ~* z' s  V其他成员变量是HAL库处理过程状态标识变量，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：

1. typedef struct
   7 K# v& P5 e0 l4 }* C5 F& g- l
2. {
   % y3 u3 e+ }0 \; |4 H3 y8 _2 b
3.   uint32_t Request;                      /* 请求设置，设置是哪个外设请求的 */     
   
4.   uint32_t Direction;                    /* 传输方向，例如存储器到外设DMA_MEMORY_TO_PERIPH */
   
5.   uint32_t PeriphInc;                    /* 外设（非）增量模式，非增量模式DMA_PINC_DISABLE */  
   4 s# P6 |" l4 o( ]1 X. |) y
6.   uint32_t MemInc;                       /* 存储器（非）增量模式，增量模式DMA_MINC_ENABLE */  
   + H7 K& I. Q3 w- u, \
7.   uint32_t PeriphDataAlignment;        /* 外设数据大小：8/16/32位 */
   
8.   uint32_t MemDataAlignment;           /* 存储器数据大小：8/16/32位 */
   
9.   uint32_t Mode;                         /* 模式：外设流控模式/循环模式/普通模式 */   
   
10.   uint32_t Priority;                   /* DMA优先级：低/中/高/非常高 */
    - o/ c' V# z6 R2 i. P
11.   uint32_t FIFOMode;                    /* FIFO模式开启或者禁止 */
    9 W' l/ h7 t! b
12.   uint32_t FIFOThreshold;             /* FIFO阈值选择 */
    
13.   uint32_t MemBurst;                    /* 存储器突发模式：单次/4个节拍/8个节拍/16个节拍 */  
    4 j: c/ p. o1 y+ O4 B
14.   uint32_t PeriphBurst;                 /* 外设突发模式：单次/4个节拍/8个节拍/16个节拍 */   
    
15. }DMA_InitTypeDef;

复制代码

该结构体成员变量非常多，但是每个成员变量配置的基本都是DMA_SxCR寄存器和DMA_SxFCR寄存器的相应位。
函数返回值：
; e( v1 }# S5 }9 H2 AHAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
以DMA的方式传输串口数据配置步骤
3 p& a2 h& o3 v8 c1）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：
1 I; \# I9 t, F__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA1时钟使能 /
1 A5 y. p( \  E% @8 M, v  c__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE(); / DMA2时钟使能 */
' a4 k2 h3 T1 H4 j2）初始化DMA
! D! t& L4 ]4 C" ]" d调用HAL_DMA_Init函数初始化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。
  A) c; v1 N8 V& W$ UHAL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：
) e. J1 P& O4 ]3 T__HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle, hdmatx, g_dma_handle);
( v) e+ m* ?8 P! s! o! g+ X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
串口1的DMA发送实际是串口控制寄存器CR3的位7来控制的，在HAL库中操作该寄存器来使能串口DMA发送的函数为HAL_UART_Transmit_DMA。
0 W4 _. k1 o) N& d  P9 `这里大家需要注意，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 */
9 T' ~. b7 d* B+ L0 qHAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAPause(UART_HandleTypeDef huart); / 暂停 */
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAResume(UART_HandleTypeDef huart); / 恢复 */
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：
- R" Q0 H; W: c6 p* m. ^__HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TCIF3_7);
1 `7 y( q' n6 {* T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：
. N4 [: P. e3 f  T. D__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中文手册详细了解。
5）DMA中断使用方法
$ h% o0 X* h7 s" k5 QDMA中断对于每个数据流都有一个中断服务函数，比如DMA2_Stream7的中断服务函数为DMA2_Stream7_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 */
  ^* p, R% D& Z$ O# rvoid HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef huart);/ 接收一半回调函数 */
' |1 s6 l# {: e4 F( @void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef huart); / 传输出错回调函数 */
8 z9 `; C) V. n. n; g* C* \30.3.2 程序流程图



图30.3.2.1 DMA实验程序流程图
6 h( {1 _* O, c
30.3.3 程序解析
8 V; z6 P( c$ @1 C6 C' N1.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：
# j7 }8 U) v1 ?! c- W! w( s  E

1. /**
   / P$ D7 Q+ B( C3 \7 }1 a) f
2. * @brief                   串口TX DMA初始化函数
   
3. *   @note            这里的传输形式是固定的, 这点要根据不同的情况来修改
   
4. *                      从存储器 -> 外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式
   & y6 ]  T9 s! n+ ^5 M3 u
5. *
   ; d) K, p8 M4 P6 H' X2 L! m' ?
6. * @param               dma_stream_handle : DMA数据流,DMA1_Stream0~7/DMA2_Stream0~7
   : Q0 X+ g. E/ k( k& b
7. * @retval              无
   * G, ?' B& m5 T
8. */
   
9. void dma_init(DMA_Stream_TypeDef *dma_stream_handle, uint32_t ch)
   ! n5 R9 p1 M4 q% b; c- G5 d' ~
10. {
    
11. /* 得到当前stream是属于DMA2还是DMA1 */
    1 r+ ^1 p0 w( c/ T) {
12.     if ((uint32_t)dma_stream_handle > (uint32_t)DMA2)     
    
13.     {
    
14.         __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();                      /* DMA2时钟使能 */
    : c+ v; ?# e: T
15.     }
    
16.     else
    9 [0 \* v; v, u4 g+ ~) p: o: s. U
17.     {
    
18.         __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();                      /* DMA1时钟使能 */
    
19.     }
    
20. /* 将DMA与USART1联系起来(发送DMA) */
    " L5 c. L2 L7 h4 o7 c% m
21.     __HAL_LINKDMA(&g_uart1_handle,hdmatx, g_dma_handle);  
    
22. 
    
23.     /* Tx DMA配置 */
    
24.     g_dma_handle.Instance = dma_stream_handle;                           /* 数据流选择 */
    
25.     g_dma_handle.Init.Request = ch;                                        /* DMA通道选择 */
    
26.     g_dma_handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;                /* 存储器到外设 */
    . X% z& ]! l, v; T8 A
27.     g_dma_handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;                     /* 外设非增量模式 */
    
28.     g_dma_handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;                          /* 存储器增量模式 */
    1 y+ W, M9 L! y9 S3 V" T
29.     g_dma_handle.Init.PeriphDataAlignment=DMA_PDATAALIGN_BYTE;/*外设数据长度:8位*/
    4 q1 o0 L9 F: T
30.     g_dma_handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE/*存储器数据长度:8位*/
    
31.     g_dma_handle.Init.Mode = DMA_NORMAL;                                /* 外设流控模式 */
    
32.     g_dma_handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;                /* 中等优先级 */
    
33.     g_dma_handle.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;               /* 关闭FIFO模式 */
    4 P1 J5 W& i7 J9 h" C+ _
34.     g_dma_handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;        /* FIFO阈值配置 */
    
35.     g_dma_handle.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;                 /* 存储器突发单次传输 */
    
36.     g_dma_handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;             /* 外设突发单次传输 */
    
37. 
    7 E' j( V% s, Z5 r$ |- R
38.     HAL_DMA_Init(&g_dma_handle);
    
39. }

复制代码

. N8 J. O! e8 z# D该函数是一个通用的DMA配置函数，DMA1/DMA2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。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：
2 r/ U5 ]; V6 \8 E$ R3 B

1. /* 要循环发送的字符串 */
   ( H7 y1 s+ I! d# J9 V4 s4 L6 r
2. const uint8_t TEXT_TO_SEND[] = {"正点原子 MiniPRO STM32H7 DMA 串口实验"};   
   
3. #define SEND_BUF_SIZE       (sizeof(TEXT_TO_SEND) + 2) * 200   /* 发送数据长度 */
   8 k$ Z! H0 {. b" t
4. uint8_t g_sendbuf[SEND_BUF_SIZE];                       /* 发送数据缓冲区 */
   - t  m/ C, s' F
5. 
   ; r+ J- \$ H- K. t# u( P* V1 v
6. int main(void)
   # |& V& t; B% C6 y: [( V7 X
7. {
   
8.     uint8_t  key = 0;
   
9.     uint16_t i, k;
   
10.     uint16_t len;
    
11.     uint8_t  mask = 0;
    . U) W) U' o6 W1 g' A
12.     float pro = 0;                                  /* 进度 */
    ' }" G' c. M: e9 d/ G
13. 
    
14.     sys_cache_enable();                            /* 打开L1-Cache */
    6 m/ `4 V( Z. U8 T9 ]- [) e7 z5 J0 P0 @
15.     HAL_Init();                                      /* 初始化HAL库 */
    , ^( h* F7 P: `
16.     sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);         /* 设置时钟, 480Mhz */
    , N# R# V' g/ M8 [' b1 C) q0 P
17.     delay_init(480);                                /* 延时初始化 */
    
18.     usart_init(115200);                            /* 串口初始化为115200 */
    1 L9 C: Z$ W5 z( U3 z1 K3 ?# U! v' n
19.     mpu_memory_protection();                      /* 保护相关存储区域 */
    6 ~) w( |& S+ h4 q
20.     led_init();                                      /* 初始化LED */
    / J# S" p  q6 c! q, U4 n4 K
21.     lcd_init();                                      /* 初始化LCD */
    : K) p" F# Q% I0 {, }$ `+ w
22.     key_init();                                      /* 初始化按键 */
    
23. 
    
24.     dma_init(DMA2_Stream7, DMA_REQUEST_USART1_TX);  /* 初始化DMA */
    
25. 
    
26.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    2 v& S1 D. }7 H# [2 z3 b) Y
27.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DMA TEST", RED);
    5 m) Z9 l2 p. S- J) B
28.     lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
29.     lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Start", RED);
    2 E; D; m  ^/ E
30. 
    8 Y1 W! `* L7 k
31.     len = sizeof(TEXT_TO_SEND);
    $ t+ [0 \5 z- r# }3 G3 x6 s9 o
32.     k = 0;
    
33. 
    
34.     for (i = 0; i < SEND_BUF_SIZE; i++) /* 填充ASCII字符集数据 */
    
35.     {
    
36.         if (k >= len)   /* 入换行符 */
    
37.         {
    
38.             if (mask)
    
39.             {
    * b' I$ X. D2 p
40.                 g_sendbuf<i> = 0x0a;
    - C! \; A- \, S2 b
41.                 k = 0;
    
42.             }
    3 o! S0 g- l8 T/ a
43.             else
    , |5 k2 s. S1 O: ?
44.             {
    ( \2 @) ]9 O' m5 x# _' r
45.                 g_sendbuf<i> = 0x0d;
    
46.                 mask++;
    * I' @$ v6 Q: D. H7 {" ~9 Z
47.             }
    
48.         }
    
49.         else     /* 复制TEXT_TO_SEND语句 */
    6 K) ]$ N% K+ g2 o
50.         {
    
51.             mask = 0;
    
52.             g_sendbuf<i> = TEXT_TO_SEND[k];
    : {9 p/ @- F+ I4 P1 [4 |. a
53.             k++;
    ) p( X# M9 S. P5 ~
54.         }
    
55.     }
    ; m+ l( o; q5 k
56.      i = 0;
    
57.     while (1)
    
58.     {
    
59.         key = key_scan(0);
    % Y0 C$ ^0 p0 Q6 e
60. 
    1 \+ [/ d& C2 q' G% |  a
61.         if (key == KEY0_PRES)   /* KEY0按下 */
    : }$ A4 [  G5 I
62.         {
    " s  e0 ~2 d; N+ x1 O3 m* C' Q: j
63.             printf("\r\nDMA DATA:\r\n");
    
64.             lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Start Transimit....", BLUE);
    / S- v3 W. q' Q, K3 ]% {
65.             lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "   %", BLUE);    /* 显示百分号 */</i></i></i>

复制代码

1. /* 开始一次DMA传输！ */
   
2. HAL_UART_Transmit_DMA(&g_uart1_handle,g_sendbuf,SEND_BUF_SIZE);
   
3. 
   2 B$ S# p" ^" A' w; f
4.         /* 等待DMA传输完成，此时我们来做另外一些事情，比如点灯  
   # A. S+ Y9 _( d) M( {
5.          * 实际应用中，传输数据期间，可以执行另外的任务 */

复制代码

1.             while (1)
   + I2 ^' |0 R: @- \7 z
2.             {
   $ O) q9 e' K+ t- Z
3. /* 等待DMA1_Steam7传输完成 */
   
4.                 if (__HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TCIF3_7))
   1 W. _" Q+ j; q; A+ n$ a
5.                 {
     u8 e8 K- `( N8 i6 K) R& T& d5 l
6. /* 清除DMA1_Steam7传输完成标志 */
   5 q% j3 \; n0 G$ U+ k6 O
7.                     __HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TCIF3_7);
   
8.                     HAL_UART_DMAStop(&g_uart1_handle);  /* 传输完成以后关闭串口DMA */
   
9.                     break;
   
10.                 }
    
11.                 Pro =__HAL_DMA_GET_COUNTER(&g_dma_handle);/*得到当前还剩余多少个数据*/
    
12.                 len = SEND_BUF_SIZE;        /* 总长度 */
    3 a9 G1 ], g0 a2 R
13.                 pro = 1 - (pro / len);      /* 得到百分比 */
    
14.                 pro *= 100;                 /* 扩大100倍 */
    % N+ B4 x# d- y. ~6 N$ `
15.                 lcd_show_num(30, 150, pro, 3, 16, BLUE);
    % t& _! b5 L, Y0 X; F+ a; F- S7 p
16.             }
    
17.             lcd_show_num(30, 150, 100, 3, 16, BLUE);    /* 显示100% */
    / X) ?  S: G5 f& c/ |  P( m5 S' m
18. /* 提示传送完成 */
    9 Q0 D7 V6 Y. r" o9 Q
19.             lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Transimit Finished!", BLUE);
    
20.         }
    
21. 
    0 b- P8 q5 q* `0 x
22.         i++;
    # @: `6 ~! l1 k* T0 x$ j
23.         delay_ms(10);
    . p. d) k6 p) p" s' F
24. 
    
25.         if (i == 20)
    : v3 D0 v* @# R$ C3 Y
26.         {
    8 d- b  W( L& \( {( p# [' P( {0 j% ?
27.             LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁,提示系统正在运行 */
    ' M6 z6 {- l- x: d" d: @9 F
28.             i = 0;
    - L' L# t/ j9 U' k/ Q6 p5 V
29.         }
    
30.     }
    4 j; H2 W, y# }+ N6 v7 R
31. }
      [4 {8 ~) ~3 Z" Q

复制代码

9 k0 l; \) z2 w$ j5 [; _6 gmain函数的流程大致是：先初始化发送数据缓冲区g_sendbuf的值，然后通过KEY0开启串口DMA发送，在发送过程中，通过__HAL_DMA_GET_COUNTER(&g_dma_handle)获取当前还剩余的数据量来计算传输百分比，最后在传输结束之后清除相应标志位，提示已经传输完成。
30.4 下载验证
/ \/ k% |, _5 }1 i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30.4.1所示：

* @: Y2 O8 U9 L* m* \/ Q1 Y

8 B8 s/ Q0 k* W$ [图30.4.1 DMA实验测试图
+ ]1 k; k0 Y! c8 }/ V* P3 I0 L6 W# z我们打开串口调试助手，然后按KEY0，可以看到串口显示如图30.4.2所示的内容：

* R8 h- F  T6 T$ e: X8 W0 C3 J6 t

图30.4.2 串口收到的数据内容
可以看到串口收到了开发板发送过来的数据，同时可以看到TFTLCD上显示了进度等信息，如图30.4.3所示：
" |* Y% Z& f, b& n3 p
( h; ?0 U( `! b' U% h7 Z# T

30.4.3 DMA串口数据传输中
* G' j& T6 r9 n) P+ F. `; J0 m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STM32H750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。
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版权声明：正点原子

9 K7 x& E7 U7 S/ Y1 R+ f: `