stm32 再来学习DMA

只看该作者 · 2018-10-31 20:40

DMA 简介
DMA(Direct Memory Access)—直接存储器存取，是单片机的一个外设，它的主要功能
是用来搬数据，但是不需要占用 CPU，即在传输数据的时候， CPU 可以干其他的事情，好
像是多线程一样。数据传输支持从外设到存储器或者存储器到存储器，这里的存储器可以
是 SRAM 或者是 FLASH。 DMA 控制器包含了 DMA1 和 DMA2，其中 DMA1 有 7 个通道，
DMA2 有 5 个通道，这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。要注意的是 DMA2 只存
在于大容量的单片机中。

只看该作者 · 2018-10-31 20:43

DMA 功能框图

只看该作者 · 2018-10-31 20:44

DMA 请求
如果外设要想通过 DMA 来传输数据，必须先给 DMA 控制器发送 DMA 请求， DMA
收到请求信号之后，控制器会给外设一个应答信号，当外设应答后且 DMA 控制器收到应
答信号之后，就会启动 DMA 的传输，直到传输完毕。
DMA 有 DMA1 和 DMA2 两个控制器， DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，不同
的 DMA 控制器的通道对应着不同的外设请求，这决定了我们在软件编程上该怎么设置

只看该作者 · 2018-10-31 20:45

DMA1 各个通道的请求映像

只看该作者 · 2018-10-31 20:46

DMA2 各个通道的请求映像

只看该作者 · 2018-10-31 20:47

通道
DMA 具有 12 个独立可编程的通道，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，每
个通道对应不同的外设的 DMA 请求。虽然每个通道可以接收多个外设的请求，但是同一
时间只能接收一个，不能同时接收多个

只看该作者 · 2018-10-31 20:48

仲裁器
当发生多个 DMA 通道请求时，就意味着有先后响应处理的顺序问题，这个就由仲裁
器也管理。仲裁器管理 DMA 通道请求分为两个阶段。第一阶段属于软件阶段，可以在
DMA_CCRx 寄存器中设置，有 4 个等级：非常高、高、中和低四个优先级。第二阶段属于
硬件阶段，如果两个或以上的 DMA 通道请求设置的优先级一样，则他们优先级取决于通道
编号，编号越低优先权越高，比如通道 0 高于通道 1。在大容量产品和互联型产品中，
DMA1 控制器拥有高于 DMA2 控制器的优先级。

只看该作者 · 2018-10-31 20:50

DMA 方向配置：
DMA 传输数据的方向有三个：从外设到存储器，从存储器到外设，从存储
器到存储器。具体的方向 DMA_CCR 位 4 DIR 配置： 0 表示从外设到存储器， 1 表示从存
储器到外设。这里面涉及到的外设地址由 DMA_CPAR 配置，存储器地址由 DMA_CMAR
配置。

只看该作者 · 2018-10-31 20:50

外设到存储器
当我们使用从外设到存储器传输时，以 ADC 采集为例。 DMA 外设寄存器的地址对应
的就是 ADC 数据寄存器的地址， DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（用来接收存
储 AD 采集的数据）的地址。方向我们设置外设为源地址。

只看该作者 · 2018-10-31 20:52

存储器到外设
当我们使用从存储器到外设传输时，以串口向电脑端发送数据为例。 DMA 外设寄存器
的地址对应的就是串口数据寄存器的地址， DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（相
当于一个缓冲区，用来存储通过串口发送到电脑的数据）的地址。方向我们设置外设为目
标地址

只看该作者 · 2018-10-31 20:53

存储器到存储器
当我们使用从存储器到存储器传输时，以内部 FLASH 向内部 SRAM 复制数据为例。
DMA 外设寄存器的地址对应的就是内部 FLASH（我们这里把内部 FALSH 当作一个外设
来看）的地址， DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（相当于一个缓冲区，用来存储
来自内部 FLASH 的数据）的地址。方向我们设置外设（即内部 FLASH）为源地址。跟上
面两个不一样的是，这里需要把 DMA_CCR 位 14： MEM2MEM：存储器到存储器模式配
置为 1，启动 M2M 模式。

只看该作者 · 2018-10-31 20:54

当我们配置好数据要从哪里来到哪里去之后，我们还需要知道我们要传输的数据是多
少，数据的单位是什么。
以串口向电脑发送数据为例，我们可以一次性给电脑发送很多数据，具体多少由
DMA_CNDTR 配置，这是一个 32 位的寄存器，一次最多只能传输 65535 个数据。
要想数据传输正确，源和目标地址存储的数据宽度还必须一致，串口数据寄存器是 8
位的，所以我们定义的要发送的数据也必须是 8 位。外设的数据宽度由 DMA_CCR 的
PSIZE[1:0]配置，可以是 8/16/32 位，存储器的数据宽度由 DMA_CCR 的 MSIZE[1:0]配置，
可以是 8/16/32 位。

只看该作者 · 2018-10-31 20:54

在 DMA 控制器的控制下，数据要想有条不紊的从一个地方搬到另外一个地方，还必
须正确设置两边数据指针的增量模式。外设的地址指针由 DMA_CCRx 的 PINC 配置，存储
器的地址指针由 MINC 配置。以串口向电脑发送数据为例，要发送的数据很多，每发送完
一个，那么存储器的地址指针就应该加 1，而串口数据寄存器只有一个，那么外设的地址
指针就固定不变。具体的数据指针的增量模式由实际情况决定。

只看该作者 · 2018-10-31 20:55

数据什么时候传输完成，我们可以通过查询标志位或者通过中断的方式来鉴别。每个
DMA 通道在 DMA 传输过半、传输完成和传输错误时都会有相应的标志位，如果使能了该
类型的中断后，则会产生中断。有关各个标志位的详细描述请参考 DMA 中断状态寄存器
DMA_ISR 的详细描述。
传输完成还分两种模式，是一次传输还是循环传输，一次传输很好理解，即是传输一
次之后就停止，要想再传输的话，必须关断 DMA 使能后再重新配置后才能继续传输。循
环传输则是一次传输完成之后又恢复第一次传输时的配置循环传输，不断的重复。具体的
由 DMA_CCR 寄存器的 CIRC 循环模式位控制

只看该作者 · 2018-10-31 20:56

DMA_ InitTypeDef 初始化结构体
1typedef struct
2 {
3 uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr; // 外设地址
4 uint32_t DMA_MemoryBaseAddr; // 存储器地址
5 uint32_t DMA_DIR; // 传输方向
6 uint32_t DMA_BufferSize; // 传输数目
7 uint32_t DMA_PeripheralInc; // 外设地址增量模式
8 uint32_t DMA_MemoryInc; // 存储器地址增量模式
9 uint32_t DMA_PeripheralDataSize; // 外设数据宽度
10 uint32_t DMA_MemoryDataSize; // 存储器数据宽度
11 uint32_t DMA_Mode; // 模式选择
12 uint32_t DMA_Priority; // 通道优先级
13 uint32_t DMA_M2M; // 存储器到存储器模式
14 } DMA_InitTypeDef;

只看该作者 · 2018-10-31 20:56

DMA_PeripheralBaseAddr：外设地址，设定 DMA_CPAR 寄存器的值；一般设置
为外设的数据寄存器地址，如果是存储器到存储器模式则设置为其中一个存储器
地址

只看该作者 · 2018-10-31 20:57

DMA_Memory0BaseAddr：存储器地址，设定 DMA_CMAR 寄存器值；一般设置
为我们自定义存储区的首地址。

只看该作者 · 2018-10-31 20:57

DMA_DIR ：传输方向选择，可选外设到存储器、存储器到外设。它设定
DMA_CCR 寄存器的 DIR[1:0]位的值。这里并没有存储器到存储器的方向选择，
当使用存储器到存储器时，只需要把其中一个存储器当作外设使用即可。

只看该作者 · 2018-10-31 20:58

DMA_BufferSize：设定待传输数据数目，初始化设定 DMA_CNDTR 寄存器的值。

只看该作者 · 2018-10-31 20:58

DMA_PeripheralInc：如果配置为 DMA_PeripheralInc_Enable，使能外设地址自动
递增功能，它设定 DMA_CCR 寄存器的 PINC 位的值；一般外设都是只有一个数
据寄存器，所以一般不会使能该位。