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串口DMA发送接收

2023-05-16

目录

一、DMA的基本介绍

1.DMA定义

2.原理

1)请求

2)响应

3)传输

4)结束

3.传送方式

(1)停止CPU访问内存

(2)周期挪用

(3)DMA与CPU交替访问内存

4.DMA中断

二、新建cubemx项目

1.选择STM32F103C8T6芯片

2.配置RCC

3.设置时钟

4.相应串口设置

 5.DMA相关设置

 6.DMA的再设置

7.项目设置

三、keil5项目操作

1.配置下载工具

 2.代码写入

 3.编译并生成hex文件

四、烧录

五、调试运行结果

 六、总结

七、参考博客

一、DMA的基本介绍

 

1.DMA定义

DMA(Direct Memory Access，直接存储器存储器访问) 是所有现代电脑电脑的重要特色，它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于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，然后把它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。

2.原理

DMA 传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。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区。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。DMA 传输对于高效能 嵌入式系统算法和网络是很重要的。

1)请求

CPU对DMA控制器初始化，并向I/O接口
发出操作命令，I/O接口提出DMA请求。

2)响应

DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽，向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时，总线裁决逻辑输出总线应答，表示DMA已经响应，通过DMA控制器通知I/O接口开始DMA传输。

3)传输

DMA控制器获得总线控制权后，CPU即刻挂起或只执行内部操作，由DMA控制器输出读写命令，直接控制RAM与I/O接口进行DMA传输。

在DMA控制器的控制下，在存储器和外部设备之间直接进行数据传送，在传送过程中不需要
的参中央处理器与。开始时需提供要传送的数据的起始位置和数据长度。

4)结束

当完成规定的成批数据传送后，DMA控制器即释放总线控制权，并向I/O接口发出结束信号。当I/O接口收到结束信号后，一方面停止
I/O设备的工作，另一方面向CPU提出中断请求，使CPU从不介入的状态解脱，并执行一段检查本次DMA传输操作正确性的代码。最后，带着本次操作结果及状态继续执行原来的程序。

3.传送方式

(1)停止CPU访问内存

当外围设备要求传送一批数据时，由DMA控制器发一个停止信号给CPU，要求CPU放弃对地址总线、数据总线和有关控制总线的使用权。DMA控制器获得总线控制权以后，开始进行数据传送。在一批数据传送完毕后，DMA控制器通知CPU可以使用内存，并把总线控制权交还给CPU。图(a)是这种传送方式的时间图。很显然，在这种DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态或者说保持状态。

 

(2)周期挪用

当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序要求访问内存；一旦I/O设备有DMA请求，则由I/O设备挪用一个或几个内存周期。

(1)此时CPU不需要访内，如CPU正在执行乘法指令。由于乘法指令执行时间较长，此时I/O访内与CPU访内没有冲突，即I/O设备挪用一二个内存周期对CPU执行程序没有任何影响。

(2)I/O设备要求访内时CPU也要求访内，这就产生了访内冲突，在这种情况下I/O设备访内优先，因为I/O访内有时间要求，前一个I/O数据必须在下一个访问请求到来之前存取完毕。但是I/O设备每一次周期挪用都有申请总线控制权、建立线控制权和归还总线控制权的过程，所以传送一个字对内存来说要占用一个周期，但对DMA控制器来说一般要2—5个内存周期(视逻辑线路的延迟而定)。因此，周期挪用的方法适用于I/O设备读写周期大于内存存储周期的情况。

 

(3)DMA与CPU交替访问内存

这种方式不需要总线使用权的申请、建立和归还过程，总线使用权是通过C1和C2分时制的。CPU和DMA控制器各自有自己的访内
地址寄存器、数据寄存器和读/写信号等控制寄存器。在C1周期中，如果DMA控制器有访内请求，可将地址、数据等信号送到总线上。在C2周期中，如CPU有访内请求，同样传送地址、数据等信号。事实上，对于总线，这是用C1，C2控制的一个多路
转换器，这种总线控制权的转移几乎不需要什么时间，所以对DMA传送来讲效率是很高的。

4.DMA中断

每个DMA通道都可以在DMA传输过半、传输完成和传输错误时产生中断。为应用的灵活性考虑，通过设置寄存器的不同位来打开这些中断。 

二、新建cubemx项目

1.选择STM32F103C8T6芯片

 

2.配置RCC

 

3.设置时钟

4.相应串口设置

 

 5.DMA相关设置

 

 6.DMA的再设置

DMA Request ： DMA传输的对应外设

注意： 如果你是在DMA设置界面添加DMA 而没有开启对应外设的话 ，默认为MENTOMEN

Channel DMA传输通道设置
DMA1 : DMA1 Channel 0~DMA1 Channel 7
DMA2: DMA2 Channel 1~DMA1 Channel 5

Dirction ： DMA传输方向
四种传输方向：

外设到内存 Peripheral To Memory
内存到外设 Memory To Peripheral
内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral
Priority： 传输速度

最高优先级 Very Hight
高优先级 Hight
中等优先级 Medium
低优先级；Low

7.项目设置

 

再点击GENERATE CODE生成

三、keil5项目操作

1.配置下载工具

 2.代码写入

 3.编译并生成hex文件

四、烧录

 

 

五、调试运行结果

 

 当换为更高比特率是会出现乱码

 六、总结

通过此次实验，对于DMA串口通信有了更好的理解，并且也通过自己动手来实现了这个操作，也加深了自己对于嵌入式这个课程的理解，对于开发板的使用也更加熟练。

七、参考博客

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十一---DMA (串口DMA发送接收)_Z小旋的博客-CSDN博客_stm32cubemx dma

DMA（直接存储器访问）_百度百科 (baidu.com)

 

 

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