STM32F4中DMA双缓冲的正确使用方法

简介：
本文详细介绍了在STM32F4微控制器上如何正确配置和使用DMA双缓冲机制，以优化数据传输效率并减少CPU负载。 STM32F4系列芯片的DMA双缓冲模式是一种高效的数据传输机制，在处理大量数据时能够显著减轻CPU负担并提高系统性能。在STM32家族中，如STM32F2、STM32F4和STM32F7等系列支持这种模式。 STM32的DMA分为通用DMA和专用DMA两大类，前者用于各种内部与外部存储器传输，后者则服务于特定外设例如USB、TFT LCD或ETHERNET。这里主要讨论的是基于通用DMA的话题，并以STM32F4系列芯片为例进行说明。 在双缓冲模式中，有两个独立的存储区域（即存储区0和1），每个都有对应的指针寄存器：DMA_SxM0AR与DMA_SxM1AR。当启用双缓冲时，硬件会自动开启循环传输模式；一旦一次传输事务完成，DMA将切换到另一个存储区，并通过修改控制寄存器(DMA_SxCR)中的CT标志来实现这一过程。如果CT=0，则表示DMA正在访问存储区0，而CPU可以处理存储区1的数据；反之亦然。 使用双缓冲的主要好处在于它可以实现在传输过程中DMA与CPU操作的并行化，从而避免两者之间的冲突。例如，在单缓冲模式下，可能需要等待DMA完成数据传输后才可进行其他工作。而在双缓冲模式中，则允许在DMA处理一个存储区的数据时，CPU可以自由地读取或填充另一个存储区。 配置STM32F4的DMA双缓冲模式需要注意以下几点： 1. 分配两个独立内存区域用于待传输的数据。 2. 设置初始化结构体中的参数：包括外设基地址(DMA_PeripheralBaseAddr)、存储区0和1的基址(DMA_Memory0BaseAddr/DMA_Memory1BaseAddr)，以及数据传输方向（DMA_DIR）等。此外，还需指定要传输的数据数量（DMA_BufferSize）。 3. 通过调用初始化函数启动DMA。 举例来说： ```c // 配置存储区0和存储区1的内存区域 uint8_t Buffer0[] = {0x11, 0x22, 0x33, 0x44}; uint8_t Buffer1[] = {0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd}; // 配置DMA参数并初始化 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART3_DR_Addr; DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)Buffer0; // 设置存储区0的基地址为Buffer0 DMA_InitStructure.DMA_Memory1BaseAddr = (uint32_t)Buffer1; // 设置存储区1的基地址为Buffer1 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 8; // 指定传输的数据数量 // 启动DMA传输 DMA_Init(DMAx_Streamy, &DMA_InitStructure); ``` 在这个例子中，当从`Buffer0`向USART3的DR寄存器传输完数据后，硬件会自动切换到`Buffer1`并开始新的传输任务。在此期间，CPU可以自由地处理其他工作或准备下一次的数据。 综上所述，STM32F4系列芯片中的DMA双缓冲模式通过利用两个独立存储区实现了高效协作，并提高了系统的实时性和资源利用率，在设计需要大量数据传输的系统时尤为重要。