STM32F103之DMA

一、背景：

需要使用STM32的DAC，例程代碼中用了DMA，對(duì)DMA之前沒有實(shí)際操作過，也很早就想知道DMA到底是什么，因此，

看了一下午手冊(cè)，代碼和網(wǎng)上的資料，便有了此篇文章，做個(gè)記錄。

二、正文：

DMA（Direct Memory Access），直接翻譯為"直接存儲(chǔ)器存取"，數(shù)據(jù)手冊(cè)對(duì)其定義為：提供在"外設(shè)和存儲(chǔ)器

之間"或者"存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間"的高速數(shù)據(jù)傳輸,無須CPU干預(yù)，數(shù)據(jù)可以通過DMA快速地移動(dòng)，這就節(jié)省了CPU的資源

來做其他操作。

既然說了DMA是兩個(gè)寄存器之間的數(shù)據(jù)直接交換，都有哪些形式的數(shù)據(jù)交換呢？

> 外設(shè)到SRAM（IIC的數(shù)據(jù)，直接放到SRAM內(nèi)等）；

> SRAM到外設(shè)（SRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)紻AC輸出等）；

> 存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器之間；

> 閃存、SRAM、外設(shè)的SRAM、APB1、APB2和AHB外設(shè)均可作為訪問的源和目標(biāo)——意味著外設(shè)間也可傳輸？

> 其他待發(fā)現(xiàn)······

STM32F103有兩路DMA，12個(gè)通道，DMA1有7個(gè)，DMA2有5個(gè)，每個(gè)通道專門用來管理來自于一個(gè)或多個(gè)外設(shè)對(duì)

存儲(chǔ)器訪問的請(qǐng)求。既然同時(shí)有多路通道，多個(gè)請(qǐng)求，所以還有一個(gè)仲裁器來協(xié)調(diào)各個(gè)DMA請(qǐng)求的優(yōu)先權(quán)，也就意味著，

當(dāng)多個(gè)通道同時(shí)有請(qǐng)求時(shí)，只能優(yōu)先權(quán)最高的先獨(dú)占DMA資源，其用完后，再留給低優(yōu)先權(quán)的使用。

DMA的優(yōu)先權(quán)分配分為"硬優(yōu)先權(quán)"和"軟優(yōu)先權(quán)"。

> 軟優(yōu)先權(quán)：通過軟件配置為最高優(yōu)先級(jí)/高優(yōu)先級(jí)/中等優(yōu)先級(jí)/低優(yōu)先級(jí)；

> 硬優(yōu)先權(quán)：通道號(hào)低的優(yōu)先級(jí)更高。

綜合來說，既先比較軟優(yōu)先權(quán)，軟優(yōu)先權(quán)高優(yōu)先使用DMA，若軟優(yōu)先權(quán)相同，則通道號(hào)低的優(yōu)先使用DMA。

DMA，既然是直接存儲(chǔ)存取，那么只要初始化正確，就可以不用管它，它會(huì)自行做事，配置DMA又需要哪些內(nèi)容可

以使其正常工作呢？以下為數(shù)據(jù)手冊(cè)寫的配置DMA通道x的過程(x代表通道號(hào))：

> 在DMA_CPARx寄存器中設(shè)置外設(shè)寄存器的地址。發(fā)生外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)地址將是數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑椿蚰繕?biāo)。

> 在DMA_CMARx寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。發(fā)生外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求時(shí)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將從這個(gè)地址讀出

或?qū)懭脒@個(gè)地址。

> 在DMA_CNDTRx寄存器中設(shè)置要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。在每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸后，這個(gè)數(shù)值遞減。

> 在DMA_CCRx寄存器的PL[1:0]位中設(shè)置通道的優(yōu)先級(jí)。

> 在DMA_CCRx寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉⒀h(huán)模式、外設(shè)和存儲(chǔ)器的增量模式、外設(shè)和存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度、

　　　 傳輸一半產(chǎn)生中斷或傳輸完成產(chǎn)生中斷。

> 設(shè)置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位，啟動(dòng)該通道。

DMA的工作過程既是，當(dāng)DMA通道啟動(dòng)后，根據(jù)DMA_CCRx寄存器設(shè)置的方向(從外設(shè)到內(nèi)存，或者內(nèi)存到外設(shè))

，DMA會(huì)自動(dòng)將DMA_CPARx設(shè)置的外設(shè)寄存器地址內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻MA_CMARx的地址內(nèi)，或者反之，每次拿取的大

小為DMA_CCRx設(shè)置的數(shù)據(jù)值，總的數(shù)據(jù)量為DMA_CNDTRx設(shè)置的數(shù)據(jù)量。每傳輸一次DMA_CNDTRx的值就會(huì)減少，直

到其減為零，根據(jù)DMA_CCRx內(nèi)設(shè)置的循環(huán)模式來選擇接下來的操作。如果選擇普通模式，那么當(dāng)寄存器DMA_CNDTRx

的值減為零時(shí)，DMA傳輸就自動(dòng)停止了，若需要繼續(xù)此DMA，那需要再進(jìn)行配置，重新使能對(duì)應(yīng)DMA；若是選擇為循環(huán)模

式的話，那么當(dāng)寄存器DMA_CNDTRx的值減為零時(shí)，它會(huì)恢復(fù)成配置的初值，重新開始DMA操作。

*注意：當(dāng)DMA操作為存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式的話，即DMA_CCRx的MEM2MEM(Memory to memory)位設(shè)置了后，那

么DMA傳輸不需要外設(shè)請(qǐng)求，就能在DMA通道使能后，立即開始傳輸，當(dāng)DMA_CNDTRx設(shè)置的總純數(shù)據(jù)量減為"0"時(shí)，DMA

傳輸也就停止，但是，其不能使用循環(huán)傳輸模式。

關(guān)于DMA通道的中斷，數(shù)據(jù)手冊(cè)說明如下：

一旦啟動(dòng)了DMA通道，它既可響應(yīng)連到該通道上的外設(shè)的DMA請(qǐng)求。 當(dāng)傳輸一半的數(shù)據(jù)后，半傳輸標(biāo)志(HTIF)被置

1，當(dāng)設(shè)置了允許半傳輸中斷位(HTIE)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求。在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，傳輸完成標(biāo)志(TCIF)被置1，當(dāng)設(shè)

置了允許傳輸完成中斷位(TCIE)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求。

現(xiàn)在則以將SRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)紻AC輸出為例。以DMA初始化庫(kù)函數(shù)代碼為模版進(jìn)行詳細(xì)說明。

首先是打開對(duì)應(yīng)的DMA時(shí)鐘：

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1|RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

其次，初始化DMA，DMA初始化庫(kù)函數(shù)如下：

DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);

該函數(shù)原型如下：

void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);

參數(shù) 1：DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx

為要初始化的通道號(hào)。具體值為：DMA1_Channel1->DMA1_Channel7/

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 DMA2_Channel1->DMA2_Channel5

參數(shù) 2：DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct.

為要初始化的DMA的詳細(xì)參數(shù)，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)體如下：

typedef struct

{

/* DMA通道外設(shè)地址

此處填寫DAC寄存器的值 "DAC_DHR12RD_Address"。

#define DAC_DHR12RD_Address 0x40007420 // DAC寄存器的起始地址

相信很多剛接觸MCU的朋友會(huì)困惑這個(gè)地址是如何來的？

其實(shí)這個(gè)就是DAC寄存器組基址"0x4007400"加上"DAC_DHR12RD"的偏移地址"0x20"，

即得到地址。

*/

uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr;

// DMA存儲(chǔ)器地址寄存器;

// 在此處就是一個(gè)數(shù)組的地址。

uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;

/* 數(shù)據(jù)傳輸方向

從外設(shè)讀 "DMA_DIR_PeripheralSRC"

從存儲(chǔ)器讀 "DMA_DIR_PeripheralDST"

此處DAC輸出，因此是從存儲(chǔ)器讀，配置為"DMA_DIR_PeripheralDST"。

*/

uint32_t DMA_DIR;

// 數(shù)據(jù)傳輸總量(手冊(cè)規(guī)定大小為0~65535 bytes)。

// 此處的值既是數(shù)組大小，32bytes

uint32_t DMA_BufferSize;

/* 外設(shè)地址增量模式

> 執(zhí)行外設(shè)地址增量模式 "DMA_PeripheralInc_Enable"

> 不執(zhí)行外設(shè)地址增量模式 "DMA_PeripheralInc_Disable"

*/

uint32_t DMA_PeripheralInc;

/* 存儲(chǔ)器地址增量模式

> 執(zhí)行存儲(chǔ)器地址增量模式 "DMA_MemoryInc_Enable"

> 不執(zhí)行存儲(chǔ)器地址增量模式 "DMA_MemoryInc_Disable"

*/

/* 對(duì)于地址增量模式，數(shù)據(jù)手冊(cè)如是說：

外設(shè)和存儲(chǔ)器的指針在每次傳輸后可以有選擇地完成自動(dòng)增量。當(dāng)設(shè)置為增量模式時(shí)，

下一個(gè)要傳輸?shù)牡刂穼⑹乔耙粋€(gè)地址加上增量值，增量值取決與所選的數(shù)據(jù)寬度為

1、2或4。

以一個(gè)實(shí)際例子解釋：

若是需要同時(shí)采集ADC通道11，通道12的數(shù)據(jù)到buffer里，則在使能了增量模式后，采集

到通道11數(shù)據(jù)到buffer后并且