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一.DMA通信原理及中断
DMA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。
在实现DMA传输时,是由DMA控制器直接掌管总线。一个完整的DMA传输过程必须经过DMA请求、DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤。
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。
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。
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中央处理器的参与。开始时需提供要传送的数据的起始位置和数据长度。
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。
DMA传输方式:
DMA的作用就是实现数据的直接传输,而去掉了传统数据传输需要CPU寄存器参与的环节,主要涉及四种情况的数据传输,但本质上是一样的,都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域(外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元)。四种情况的数据传输如下:
1.外设到内存;2.内存到外设;3.内存到内存;4.外设到外设
中断概念:
STM32中断系统:
若需要更详细了解DMA和中断等概念可以参考以下链接:浏览
【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十一---DMA (串口DMA发送接收)_Z小旋-CSDN博客
二. 采用中断模式实现LED灯亮灭
1.新建工程
1.1点击new project
1.2选择STM32F103C8芯片
1.3点击System Core,双击SYS,在Debug里选Serial Wire
1.4点击System Core,双击RCC,在High Speed Clock(HSE)里选Crystal/Ceramic Resonator
1.5将Clock Configuration从HSI设为PLLOCK,选择时钟频率为72M,输入完成后按回车键。
1.6在Pinout&Configuration中,单击PA6和PB1引脚,配置引脚
1.7点击Pinout&Configuration在System Core GPIO下找到刚配置的两个引脚,给中断设置下降沿触发,并且上拉电阻。
1.8 NVIC中使能外部中断并配置中断优先级,因为此处只有一个中断,所以它的优先级为0。
1.9建立项目,在Project Manager–Project下,输入项目名称和项目地址(不要有中文路径!!不然可能会出错),在Toolchain/IDE选择MDK-ARM。
1.10点击code generate,选择生成初始化.c/.h文件。
1.11点击generate code生成代码并打开文件。
2. main函数
2.1打开main.c,添加以下代码。STM32CubeMX生成的工程中添加代码要在 /* USER CODE BEGIN /和/ USER CODE END*/之间添加代码,这样STM32CubeMX重新生成代码时不会将自己添加的代码删除掉。
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
{HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
}
}
2.2 编译生成Hex文件
3.烧录
在boot0为1情况下烧录,然后将boot0置为0,然后按下RESET则可运行。
4.实验效果
B1接口每接触一次接地,则产生一次中断,灯灭。不接触时灯亮
三.采用串口中断方式实现串口通信
1.新建工程
这里1.1到1.5的步骤和上面二中1.1到1.5的步骤一样,1.6开始不一样,所以直接写1.6。
1.6设置串口USART1,在MODE下选择Asynchronous(异步通信模式),并在该界面下选择NVIC Settings,勾选中断
1.7生成keil文件步骤和二中的1.9到1.11步骤是一样的,就不再阐述了。
2.编写函数
2.1在 stm32f1xx_hal.c中包含#include <stdio.h>。
#include <stdio.h>
extern UART_HandleTypeDef huart1; //声明串口
2.2在 stm32f1xx_hal.c 中重写fget和fput函数
/**
* 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
/**
* 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fgetc(FILE *f)
{
uint8_t ch = 0;
HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
2.3在main.c中添加
#define RXBUFFERSIZE 256
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE];
printf("hello world\n");
HAL_Delay(1000);
2.4在target勾选Use MicroLIB,需要调用微型库
2.5编译生成Hex文件
3.实验效果
4.用调试助手发送数据并显示数据
4.1在main.c中添加
#include <string.h>
#define RXBUFFERSIZE 256 //最大接收字节数
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE]; //接收数据
在main()主函数while中,调用一次接收中断函数
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, RxBuffer, 1);
/* USER CODE END 2 */
在main.c下方添加中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance==USART1)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,RxBuffer,1,0xff);
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, RxBuffer, 1);
}
4.2编译生成Hex文件
4.3烧录
4.4实验效果
四 .采用串口DMA方式向上位机连续发送数据
1.新建工程
这里1.1到1.5的步骤和上面二中1.1到1.5的步骤一样,1.6开始不一样,所以直接写1.6。
1.6设置串口USART1,在MODE下选择Asynchronous(异步通信模式),并在该界面下选择DMA Settings,点击add,添加USART_RX和USART_TX
1.7在Pinout&Configuration–Connectivity–USART1–NVIC Settings中打开中断
1.8生成keil文件步骤和二中的1.9到1.11步骤是一样的,就不再阐述了。
2.编写程序
2.1在main.c中添加
在main()主函数定义一个数组
uint8_t Senbuff[] = "Hello BaiLu\n"; //定义一个数组,将想要发送的数据放到数组中去中去
在while循环中添加
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,Senbuff, sizeof(Senbuff));
HAL_Delay(1000);
2.2编译生成Hex文件
3.烧录
4.实验效果
五.总结
有了之前实验对STM32CubeMX的使用,这次对于创建工程还算轻车熟路。通过查阅资料和大佬博客,对串口通信和DMA通信的基本函数有了一定了解,但是还得再多研究研究。
参考文献:
【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十一---DMA (串口DMA发送接收)_Z小旋-CSDN博客