实验（八）：DMA应用：DMA 存储器到存储器模式/外设模式实验设计

一、实验目的与任务

实验目的：

1. 学习对DMA的使用；

2. 掌握KEIL5的仿真与调试。

任务：

1. 根据要求编写程序，并写出原理性注释；

2. 将检查程序运行的结果，分析一下是否正确；

3. 完成所建工程的验证调试。

二、实验要求

存储器到存储器模式可以实现数据在两个内存的快速拷贝。我们先定义一个静态的源数据，存放在内部 FLASH，然后使用 DMA 传输把源数据拷贝到目标地址上（内部 SRAM），最后对比源数据和目标地址的数据，看看是否传输准确。

DMA 存储器到存储器实验不需要其他硬件要求，只用到 RGB 彩色灯用于指示程序状态。

三、实验内容及步骤

1. 软件设计

①  实验新建文件步骤：

运行Keil 5开发环境。这个实验代码比较简单，主要程序代码都在 main.c 文件中。

②  编程要点：

• 使能 DMA 时钟；
• 配置 DMA 数据参数；
• 使能 DMA，进行传输;
• 等待传输完成，并对源数据和目标地址数据进行比较。

2. 实验步骤

（1）运行Keil uVision5开发环境，建立一个项目工程。

（2）在工程中添加main.c文件，因需要用到LED灯和OLED显示屏，所以将之前实验写好的LED、OLED文件移植到该工程中，然后在main.c中调用，如图1所示。

图1 移植程序

（3）在工程中添加DMA转换相关文件，因此需要创建MyDMA.c文件，初始化DMA配置，同时在文件内编写功能函数MyDMA_Transfer ()，进行数据转换，如图2所示。

图2 编写AD.c代码

（4）编写MyDMA.h程序，方便以后工程文件以移植，使项目工程工具有移植性，如图3所示。

图3 AD.h程序

（5）编写main.c程序，调用MyDMA_Transfe ()函数进行DMA数据转运，当等待转运时，LED0亮，成功转运时，LED1亮，同时OLED显示屏显示转运数据，如图4所示。

图4 main.c程序

运行并调试成功并无错误和警告。

3. 调试验证及结果

（1）将开发板连接到电脑上，使用STLINK将程序烧录到STM32中。

（2）当DMA转运处于等待状态时，观察LED灯和OLED数据，如图5所示：

图5 DMA转运处于等待状态

（3）当DMA转运处于转运完成状态时，观察LED灯和OLED数据，如图6所示：

图6 DMA转运处于转运完成状态

四、实验代码分析

（1）DMA初始化程序：

uint16_t MyDMA_Size;

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size){
	
	MyDMA_Size = Size;
	
	//开启时钟
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
	//初始化
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	//外设
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;//起始地址
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;//是否自增
	//存储器
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;//起始地址
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//是否自增
	
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//传输方向
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;//缓存区大小，赋值给传输计数器
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//传输模式，是否自动重装
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;//选择硬件触发还是软件触发
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//优先级
	
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
	
}

（2）DMA功能函数程序：

void MyDMA_Transfer(void)
{
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	//等待转运完成
	while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);
	//清理标志位
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}	

（3）main函数程序：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h" 
#include "OLED.h" 
#include "MyDMA.h"
#include "LED.h"

uint8_t DataA[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
uint8_t DataB[] = {0, 0, 0, 0};

int main(){
	OLED_Init();
	LCD_Init();
	MyDMA_Init((uint32_t)DataA, (uint32_t)DataB, 4);//MDA初始化
	
	OLED_ShowString(1, 1, "DataA");
	OLED_ShowString(3, 1, "DataB");
	OLED_ShowHexNum(1, 8, (uint32_t)DataA, 8);
	OLED_ShowHexNum(3, 8, (uint32_t)DataB, 8);
	
	while(1){
		LED0_on();
		LED1_off();
		//显示转换前数据
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);
		
		Delay_ms(1000);
		
		MyDMA_Transfer();//DMA数据转运
		LED1_on();
		LED0_off();
		//显示转换后数据
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);

		Delay_ms(1000);
		
		DataA[0] ++;
		DataA[1] ++;
		DataA[2] ++;
		DataA[3] ++;
	}
}

五、实验总结

本次实验主要是关于DMA存储器到存储器操作的实验。通过使用KEIL5进行仿真和调试，学习了DMA的使用方法，掌握了对DMA的配置和控制，同时也了解了如何在KEIL5中对程序进行仿真和调试。以下是本次实验的实验总结。

在程序编写中，我们首先需要定义源数据和目标地址的存储器地址，然后配置DMA控制器进行传输。具体的步骤如下：

• 定义源数据和目标地址的存储器地址。在程序中，我们首先需要定义源数据和目标地址的存储器地址。在本次实验中，源数据存放在内部FLASH中，因此需要定义一个指向内部FLASH的指针，将其作为源地址。目标地址为内部SRAM，因此需要定义一个指向内部SRAM的指针，将其作为目标地址。
• 配置DMA控制器。DMA控制器的配置包括DMA传输模式、传输数据类型、传输数据长度、源地址和目标地址等。在本次实验中，我们选择存储器到存储器模式，因此需要设置传输模式为存储器到存储器模式。传输数据类型为半字，因为源数据和目标地址都是16位的。传输数据长度为静态数据长度，即需要传输的数据的长度。源地址为内部FLASH的地址，目标地址为内部SRAM的地址。在配置完DMA控制器后，需要使能DMA控制器。
• 运行程序并验证结果。在程序编写完成后，需要进行代码的编译和下载。在下载完成后，需要在KEIL5中进行仿真和调试。在仿真过程中，我们可以通过观察CPU的寄存器值和内存值来检查程序是否运行正确。在调试过程中，我们可以使用单步执行和断点调试等功能来调试程序。在程序运行完成后，需要对比源数据和目标地址数据，以验证传输是否准确。

在本次实验中，我们成功地实现了DMA存储器到存储器操作，并将源数据从内部FLASH传输到了内部SRAM中。通过对比源数据和目标地址数据，可以看出传输结果是准确的。在调试过程中，我们发现有时候程序运行不稳定，原因是DMA传输完成后没有及时关闭DMA控制器，导致程序出现异常。通过增加关闭DMA控制器的代码，可以解决这个问题。

本次实验让我对DMA存储器到存储器操作有了更深入的了解，并学习了在KEIL5中进行程序的仿真和调试。同时也学会了处理一些常见的问题，例如程序的运行不稳定等。通过实验，我发现对于初学者来说，程序的编写和调试并不是一件容易的事情。需要耐心地进行代码的调试和优化，才能使程序运行稳定，并达到预期的效果。

在实验中，我还遇到了一些问题，例如DMA传输时出现了错误，程序运行不稳定等。这些问题主要是由于对DMA控制器的理解不够深入，导致配置不正确。通过查找资料和向老师请教，我逐渐解决了这些问题，并对DMA控制器有了更深入的理解。

总之，本次实验让我掌握了DMA存储器到存储器操作的使用方法，并学会了在KEIL5中进行程序的仿真和调试。同时也让我认识到了程序的编写和调试并不是一件容易的事情，需要不断地学习和实践才能掌握。通过本次实验的经验，我会在以后的学习和工作中更加注重对DMA控制器的理解和应用，以更好地应对类似问题。

源码：实验8