第一次接觸DMA是在學校學習ARM9裸板程序的時候，想起來都時隔快2年了。現(xiàn)在來看看STM32平臺的DMA，一樣，在標準外設庫的支持下，STM32的DMA編程十分簡單，但是既是學習，那還是花點時間看看DMA的相關概念及原理的了解下。 1. DMA簡介 DMA是Direct Memory Access的簡稱，是直接存儲器訪問的意思。DMA是STM32單片機的外設之一，主要功能是用來搬移數(shù)據(jù)的。通過DMA搬移數(shù)據(jù)不需要CPU直接參與控制，也不需要中斷處理方式那樣保留現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場。在傳輸數(shù)據(jù)的時候，CPU可以干其他事情。 無使用DMA的數(shù)據(jù)傳輸： 使用DMA后的數(shù)據(jù)傳輸： DMA數(shù)據(jù)傳輸支持從外設到存儲器、存儲器到外設、存儲器到存儲器(這里所講的存儲器可以是SRAM，也可以是FLASH)。DMA控制器包含了DMA1控制器和DMA2控制器，分別由7和5個通道作為數(shù)據(jù)傳輸。每個通道專門用來管理來自一個或者多個外設對存儲器訪問的請求，還有一個仲裁器用于協(xié)調(diào)各個外設對DMA傳輸請求的優(yōu)先權。注意，DMA2只存在于大容量或互聯(lián)型的STM32單片機中。 2. DMA功能框圖 2.1 STM32外設對DMA的請求及通道 請求及通道對應圖中的標號1和標號2：STM32外設想要通過DMA來傳輸數(shù)據(jù)，需先給DMA控制器發(fā)送DMA請求，控制器在收到外設的DMA請求之后會給外設一個應答信號，外設應答且DMA控制器收到外設的應答后，DMA啟動傳輸，直至傳輸完畢。 為什么需要發(fā)出請求，應答和接收應答這幾個繁瑣的步驟？由圖中藍色框框可以看出，DMA傳輸和CPU是共用系統(tǒng)總線的，要啟動DMA傳輸?shù)那疤崾窍到y(tǒng)總線是空閑的，換句話說是CPU沒有占用系統(tǒng)總線，所以啟動DMA傳輸前需要以上幾個應答機制，其最底層是DMA控制器和CPU正為系統(tǒng)總線作出協(xié)調(diào)。DMA1有7個通道，DMA2有5個通道，不同的外設請求要通過對應的DMA通道發(fā)給DMA控制器。將不同的外設請求傳輸至對應的通道，這個是我們在軟件編程上設置的。 DMA1開放的通道及對應請求： DMA2開放的通道及對應請求： 雖然每個通道可以接收多個外設的請求，但是同一時間內(nèi)只能接收一個。 2.2 仲裁器 仲裁器對應圖中的標號3：當DMA控制器的多個通道發(fā)生DMA請求時，就需要仲裁器管理響應處理的順序。仲裁器通過軟件和硬件來管理DMA請求：軟件指的是我們寫的代碼，在DMA_CCRx(x指通道號)寄存器中設置，有4個等級，非常高(DMA_Priority_VeryHigh)、高(DMA_Priority_High)、中(DMA_Priority_Medium)和低(DMA_Priority_Low)。硬件則是指若有兩個或以上的DMA通道請求設置的優(yōu)先級一樣，則它們的響應順序取決于通道編號，編號低者優(yōu)先級高，在有DMA2的STM32中，DMA1控制器擁的響應優(yōu)先級高于DMA2。 2.3 配置DMA控制器 配置DMA控制器，無非就是下圖這幾個寄存器： 前面說到，DMA數(shù)據(jù)傳輸機制并不需要CPU的參與，但是DMA控制器要正常工作，數(shù)據(jù)要正確傳輸，需有三個必要條件：源地址、目的地址和數(shù)據(jù)大小，對于數(shù)據(jù)分批傳輸?shù)那闆r，數(shù)據(jù)大小這個條件還包含每次傳輸?shù)拇笮〖皢挝弧? (1)源地址和目的地址 DMA的傳輸數(shù)據(jù)的方向有三個：從外設到存儲器、從存儲器到外設、從存儲器到存儲器。DMA_CCR的BIT[4]DIR就是用于配置數(shù)據(jù)傳輸方向的： 取值為0表從外設到存儲器，取值為1表從存儲器到外設。外設地址在DMA_CPAR寄存器配置，存儲器地址在DMA_CMAR寄存器配置。 (2)傳輸數(shù)據(jù)的大小及單位 以串口向電腦發(fā)送數(shù)據(jù)為例(存儲器->外設方向)，開發(fā)板軟件可以一次性給電腦發(fā)送大量數(shù)據(jù)，具體多少在DMA_CNDTR配置： DMA_CNDTR低16位有效，一次最多只能傳輸65535個數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)要正確傳輸，源、目標存儲的數(shù)據(jù)寬度必須一致。串口數(shù)據(jù)寄存器是8位的，也就是外設數(shù)據(jù)寬度設置寄存器DMA_CCRx的BIT[9:8]PSIZE取值為0: 存儲器的數(shù)據(jù)寬度設置寄存器DMA_CCRx的BIT[11:10]MSIZE取值也為0： DMA傳輸數(shù)據(jù)，還需要設置源地址上的數(shù)據(jù)發(fā)送指針和目的地址數(shù)據(jù)存放指針的增量模式。開發(fā)板串口向電腦發(fā)送數(shù)據(jù)，假設要發(fā)送的數(shù)據(jù)很多，那么存儲器(源地址)上數(shù)據(jù)發(fā)送指針每次發(fā)送完畢需要加1，而串口數(shù)據(jù)寄存器則不需要，因為該寄存器只有一個，數(shù)據(jù)寄存器上的數(shù)據(jù)傳送到電腦后被清空了(就算不清空，數(shù)據(jù)直接覆蓋也沒關系)。外設的地址指針增量模式由DMA_CCRx的PINC配置，存儲器的地址指針則由MINC配置。 (3)傳輸結(jié)束 DMA中斷狀態(tài)寄存器DMA_ISR可以設置每個DMA通道傳輸過半、傳輸完成和傳輸錯誤示產(chǎn)生對應標志， 在DMA_CCRx位1、2、3可以設置發(fā)生傳輸過半、傳輸完成和傳輸錯誤時產(chǎn)生中斷： 另外補充一點，位0用于使能DMA傳輸 傳輸完成分兩種模式：一次傳輸和循環(huán)傳輸，一次傳輸指傳輸一次后就停止，要再傳輸需要關閉DMA使能后重新配置后才能繼續(xù)傳輸。循環(huán)傳輸則是一次傳輸完成后又恢復第一次傳輸時的配置循環(huán)傳輸，如此循環(huán)。設置位在DMA_CCRx寄存器的CIRC。 3. DMA功能模塊描述結(jié)構體 標準庫的一貫風格，在stm32f10x_dma.h文件中定于可DMA_InitTypeDef初始化結(jié)構體，DMA_Init()函數(shù)定義在stm32f10x_dma.c中。 (1)DMA_PeripheralBaseAddr：外設地址，若是存儲器到存儲器模式，此成員設置為其中一個存儲器的地址，否則設置為外設的地址。 (2)DMA_MemoryBaseAddr：存儲器地址，一般設置為程序中存放數(shù)據(jù)的容器(數(shù)組)的首地址。