1、DMA介紹

DMA，全稱為：Direct Memory Access，即直接存儲器訪問。DMA傳輸方式無需CPU直接控制傳輸，也沒有中斷處理方式那樣保留現場和恢復現場的過程，通過硬件為RAM與I/O設備開辟一條直接傳送數據的通路，能使CPU的效率大為提高。

STM32F103內部有2個DMA控制器(DMA2僅存大容量產品中)，DMA1有7個通道，DMA2有5個通道。每個通道專門用來管理來自于一個或多個外設對存儲器訪問的請求，一個仲裁器來協調各個DMA請求的優先權。

DMA有以下特性

• 每個通道都直接連接專用的硬件DMA請求，每個通道都支持軟件觸發。通過軟件來配置。
• 優先權可以通過軟件編程設置，有四個等級：很高、高、中、低，優先權相同時由硬件決定。
• 獨立源和目標數據區的傳輸寬度，可以根據字節、半字、全字，模擬打包和拆包過程。源和目標地址必須按照數據傳輸寬度對齊。
• 支持循環的緩沖器管理。
• 每個通道有3個事件標志：DMA半傳輸、DMA傳輸完成、DMA傳輸出錯，3個事件標志邏輯或成為一個獨立中斷請求。
• 存儲器和存儲器間的傳輸。
• 外設和存儲器，存儲器和外設的傳輸。
• 閃存、SRAM、外設SRAM、APB1、APB2、AHB外設都可以作為訪問的源和目標。
• 最大傳輸數目：65536

1.1、DMA框圖

STM32F103ZET6有兩個DMA控制器，DMA1和DMA2。

• ①DMA請求： 外設想要通過DMA來傳輸數據，必須先給DMA控制器發送DMA請求，DMA收到請求信號后，控制器會給外設一個應答信號，當外設應答后且DMA控制器收到應答信號后，就會啟動DMA傳輸，直到傳輸完畢。
• ②通道：DMA具有12個獨立可編程的通道，其中DMA1有7個通道，DMA2有5個通道，每個通道對應不同的外設的DMA請求。雖然每個通道可以接收多個外設的請求，但是同一時間只能接收一個，不能同時接收多個。
• ③仲裁器：當發生多個DMA通道請求時，就會由仲裁器管理，仲裁器管理DMA通道請求分為兩個階段。第一階段屬于軟件階段，可以在DMA_CCRx寄存器中設置，有4個等級：非常高，高，中和低四個優先級。第二階段屬于硬件階段，兩個或以上的DMA通道請求設置的優先級一樣，則他們優先級取決于通道編號，編號越低優先權越高，比如通道0高于通道1。DMA1控制器擁有高于DMA2控制器的優先級。

1.2、DMA請求映射表

2、DMA函數

DMA_HandleTypeDef結構體類型指針變量：

typedef struct __DMA_HandleTypeDef
{void                                *Instance;      /* 寄存器基地址 */DMA_InitTypeDef                     Init;           /* DAM 通信參數 */HAL_LockTypeDef                     Lock;           /* DMA 鎖對象 */ __IO HAL_DMA_StateTypeDef           State;          /* DMA 傳輸狀態 */ void                                *Parent;        /* 父對象狀態，HAL庫處理的中間變量 */ void(*XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef *hdma);    /*DMA傳輸完成回調*/ void(* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);/* DMA一半傳輸完成回調 */void(* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma); /* DMA傳輸完整的Memory1回調 */void(* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);/* DMA傳輸半完全內存回調 */void(* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);/*DMA傳輸錯誤回調*/void(* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);/* DMA傳輸中止回調 */__IO uint32_t                       ErrorCode;              /* DMA存取錯誤代碼 */DMA_TypeDef                         *DmaBaseAddress;        /* DMA通道基地址 */uint32_t                            ChannelIndex;           /* DMA通道索引 */ 
}DMA_HandleTypeDef;

• Instance：是用來設置寄存器基地址，如果設置的對象是串口1的發送，串口1的DMA傳輸需要用到的是DMA1的通道4，即DMA1_Channel4。
• Parent：是HAL庫處理中間變量，用來指向DMA通道外設句柄。
• XferCpltCallback：傳輸完成回調函數入口地址
• XferHalfCpltCallback：半傳輸完成回調函數入口地址
• XferM1CpltCallback：Memory1傳輸完成回調函數入口地址
• XferErrorCallback：傳輸錯誤回調函數入口地址
• Init：它是DMA_InitTypeDef結構體類型變量

typedef struct 
{    uint32_t Direction;               /* 傳輸方向，例如存儲器到外設DMA_MEMORY_TO_PERIPH */  uint32_t PeriphInc;               /* 外設（非）增量模式，非增量模式DMA_PINC_DISABLE */   uint32_t MemInc;                  /* 存儲器（非）增量模式，增量模式DMA_MINC_ENABLE */   uint32_t PeriphDataAlignment;     /* 外設數據大小：8/16/32位 */ uint32_t MemDataAlignment;        /* 存儲器數據大小：8/16/32位 */ uint32_t Mode;                    /* 模式：循環模式/普通模式 */     uint32_t Priority;                /* DMA優先級：低/中/高/非常高 */  
}DMA_InitTypeDef;

• HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Init(DMA_HandleTypeDef *hdma);DMA的初始化函數
• __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA1時鐘使能 */ __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE(); /* DMA2時鐘使能 */
• __HAL_LINKDMA(&g_uart1_handler, hdmatx, g_dma_handle);連接DMA和外設句柄。
• 外設的DMA發送、啟動傳輸函數。
• __HAL_DMA_GET_FLAG(&g_dma_handle, DMA_FLAG_TC4);查詢DMA傳輸通道的狀態
• __HAL_DMA_GET_COUNTER(&g_dma_handle);獲取當前傳輸剩余數據量
• __HAL_DMA_SET_COUNTER (&g_dma_handle, 1000);設置對應的DMA數據流傳輸的數據量大小
• DMA中斷函數
  • DMA中斷對于每個通道都有一個中斷服務函數
  • HAL庫提供了通用DMA中斷處理函數HAL_DMA_IRQHandler， 在該函數內部，會對DMA傳輸狀態進行分析，然后調用相應的中斷處理回調函數：
    • 發送完成回調函數
    • 發送一般回調函數
    • 接收完成回調函數
    • 接收一半回調函數
    • 傳輸錯誤回調函數