STM32 DMA控制器使用

只看该作者 · 2020-2-10 11:46

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直接存储器存取（Direct Memory Access，DMA）是计算机科学中的一种内存访问技术。它允许某些电脑内部的硬体子系统（电脑外设），可以独立地直接读写系统存储器，而不需绕道 CPU。在同等程度的CPU负担下，DMA是一种快速的数据传送方式。它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依于 CPU的大量中断请求。【摘自Wikipedia】

只看该作者 · 2020-2-10 11:46

现在越来越多的单片机采用DMA技术，提供外设和存储器之间或者存储器之间的高速数据传输。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。STM32就有一个DMA控制器，它有7个通道，每个通道专门用来管理一个或多个外设对存储器访问的请求，还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权。

只看该作者 · 2020-2-10 11:47

DMA 控制器和Cortex-M3核共享系统数据总线执行直接存储器数据传输。当CPU和DMA同时访问相同的目标(RAM或外设)时，DMA请求可能会停止 CPU访问系统总线达若干个周期，总线仲裁器执行循环调度，以保证CPU至少可以得到一半的系统总线(存储器或外设)带宽。

只看该作者 · 2020-2-10 11:47

在发生一个事件后，外设发送一个请求信号到DMA控制器。DMA控制器根据通道的优先权处理请求。当DMA控制器开始访问外设的时候，DMA控制器立即发送给外设一个应答信号。当从DMA控制器得到应答信号时，外设立即释放它的请求。一旦外设释放了这个请求，DMA控制器同时撤销应答信号。如果发生更多的请求时，外设可以启动下次处理。

只看该作者 · 2020-2-10 11:47

总之，每个DMA传送由3个操作组成：

1. 从外设数据寄存器或者从DMA_CMARx寄存器指定地址的存储器单元执行加载操作。

2. 存数据到外设数据寄存器或者存数据到DMA_CMARx寄存器指定地址的存储器单元。

3. 执行一次DMA_CNDTRx寄存器的递减操作。该寄存器包含未完成的操作数目。

只看该作者 · 2020-2-10 11:47

仲裁器根据通道请求的优先级来启动外设/存储器的访问。优先级分为两个等级：软件（4个等级：最高、高、中等、低）、硬件（有较低编号的通道比拥有较高编号的通道有较高的优先权）。

可以在DMA传输过半、传输完成和传输错误时产生中断。

STM32中DMA的不同中断（传输完成、半传输、传输完成）通过“线或”方式连接至NVIC，需要在中断例程中进行判断。

只看该作者 · 2020-2-10 11:48

进行DMA配置前，不要忘了在RCC设置中使能DMA时钟。STM32的DMA控制器挂在AHB总线上。

DMA总共有7个通道，各个通道的DMA映射关系如下：

外设的事件连接至相应DMA通道，每个通道均可以通过软件触发实现存储器内部的DMA数据传输（M2M模式）

只看该作者 · 2020-2-10 11:49

Tips：库2.0中函数RCC_AHBPeriphClockCmd的参数由“RCC_AHBPeriph_DMA”改成“RCC_AHBPeriph_DMA1”（如果是DMA1控制器的话）。

DMA的传输标志位（CHTIFx、CTCIFx、CGIFx）由硬件设置为“1”，但需要软件清零，在中断服务程序中清除。当CGIFx（全局中断标志位）清零后，CHTIFx 和 CTCIFx均清零。

关于库函数DMA部分的使用，详情参见网友Jack Chang提供的教程《浅谈STM32的DMA模块的使用》