一、背景:
需要使用STM32的DAC,例程代碼中用了DMA,對DMA之前沒有實際操作過,也很早就想知道DMA到底是什么,因此,
看了一下午手冊,代碼和網上的資料,便有了此篇文章,做個記錄。
二、正文:
DMA(Direct Memory Access),直接翻譯為"直接存儲器存取",數據手冊對其定義為:提供在"外設和存儲器
之間"或者"存儲器和存儲器之間"的高速數據傳輸,無須CPU干預,數據可以通過DMA快速地移動,這就節省了CPU的資源
來做其他操作。
既然說了DMA是兩個寄存器之間的數據直接交換,都有哪些形式的數據交換呢?
> 外設到SRAM(IIC的數據,直接放到SRAM內等);
> SRAM到外設(SRAM內的數據自動傳輸到DAC輸出等);
> 存儲器到存儲器之間;
> 閃存、SRAM、外設的SRAM、APB1、APB2和AHB外設均可作為訪問的源和目標——意味着外設間也可傳輸?
> 其他待發現······
STM32F103有兩路DMA,12個通道,DMA1有7個,DMA2有5個,每個通道專門用來管理來自於一個或多個外設對
存儲器訪問的請求。既然同時有多路通道,多個請求,所以還有一個仲裁器來協調各個DMA請求的優先權,也就意味着,
當多個通道同時有請求時,只能優先權最高的先獨占DMA資源,其用完后,再留給低優先權的使用。
DMA的優先權分配分為"硬優先權"和"軟優先權"。
> 軟優先權:通過軟件配置為最高優先級/高優先級/中等優先級/低優先級;
> 硬優先權:通道號低的優先級更高。
綜合來說,既先比較軟優先權,軟優先權高優先使用DMA,若軟優先權相同,則通道號低的優先使用DMA。
DMA,既然是直接存儲存取,那么只要初始化正確,就可以不用管它,它會自行做事,配置DMA又需要哪些內容可
以使其正常工作呢?以下為數據手冊寫的配置DMA通道x的過程(x代表通道號):
> 在DMA_CPARx寄存器中設置外設寄存器的地址。發生外設數據傳輸請求時,這個地址將是數據傳輸的源或目標。
> 在DMA_CMARx寄存器中設置數據存儲器的地址。發生外設數據傳輸請求時,傳輸的數據將從這個地址讀出
或寫入這個地址。
> 在DMA_CNDTRx寄存器中設置要傳輸的數據量。在每個數據傳輸后,這個數值遞減。
> 在DMA_CCRx寄存器的PL[1:0]位中設置通道的優先級。
> 在DMA_CCRx寄存器中設置數據傳輸的方向、循環模式、外設和存儲器的增量模式、外設和存儲器的數據寬度、
傳輸一半產生中斷或傳輸完成產生中斷。
> 設置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位,啟動該通道。
DMA的工作過程既是,當DMA通道啟動后,根據DMA_CCRx寄存器設置的方向(從外設到內存,或者內存到外設)
,DMA會自動將DMA_CPARx設置的外設寄存器地址內的數據傳輸到DMA_CMARx的地址內,或者反之,每次拿取的大
小為DMA_CCRx設置的數據值,總的數據量為DMA_CNDTRx設置的數據量。每傳輸一次DMA_CNDTRx的值就會減少,直
到其減為零,根據DMA_CCRx內設置的循環模式來選擇接下來的操作。如果選擇普通模式,那么當寄存器DMA_CNDTRx
的值減為零時,DMA傳輸就自動停止了,若需要繼續此DMA,那需要再進行配置,重新使能對應DMA;若是選擇為循環模
式的話,那么當寄存器DMA_CNDTRx的值減為零時,它會恢復成配置的初值,重新開始DMA操作。
*注意:當DMA操作為存儲器到存儲器模式的話,即DMA_CCRx的MEM2MEM(Memory to memory)位設置了后,那
么DMA傳輸不需要外設請求,就能在DMA通道使能后,立即開始傳輸,當DMA_CNDTRx設置的總純數據量減為"0"時,DMA
傳輸也就停止,但是,其不能使用循環傳輸模式。
關於DMA通道的中斷,數據手冊說明如下:
一旦啟動了DMA通道,它既可響應連到該通道上的外設的DMA請求。 當傳輸一半的數據后,半傳輸標志(HTIF)被置
1,當設置了允許半傳輸中斷位(HTIE)時,將產生一個中斷請求。在數據傳輸結束后,傳輸完成標志(TCIF)被置1,當設
置了允許傳輸完成中斷位(TCIE)時,將產生一個中斷請求。
現在則以將SRAM內的數據自動傳輸到DAC輸出為例。以DMA初始化庫函數代碼為模版進行詳細說明。
首先是打開對應的DMA時鍾:
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1|RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);
其次,初始化DMA,DMA初始化庫函數如下:
DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);
該函數原型如下:
void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);
參數 1:DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx
為要初始化的通道號。具體值為:DMA1_Channel1->DMA1_Channel7/
DMA2_Channel1->DMA2_Channel5
參數 2:DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct.
為要初始化的DMA的詳細參數,其詳細結構體如下:
typedef struct
{
/* DMA通道外設地址
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的朋友會困惑這個地址是如何來的?
其實這個就是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存儲器地址寄存器;
// 在此處就是一個數組的地址。
uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;
/* 數據傳輸方向
從外設讀 "DMA_DIR_PeripheralSRC"
從存儲器讀 "DMA_DIR_PeripheralDST"
此處DAC輸出,因此是從存儲器讀,配置為"DMA_DIR_PeripheralDST"。
*/
uint32_t DMA_DIR;
// 數據傳輸總量(手冊規定大小為0~65535 bytes)。
// 此處的值既是數組大小,32bytes
uint32_t DMA_BufferSize;
/* 外設地址增量模式
> 執行外設地址增量模式 "DMA_PeripheralInc_Enable"
> 不執行外設地址增量模式 "DMA_PeripheralInc_Disable"
*/
uint32_t DMA_PeripheralInc;
/* 存儲器地址增量模式
> 執行存儲器地址增量模式 "DMA_MemoryInc_Enable"
> 不執行存儲器地址增量模式 "DMA_MemoryInc_Disable"
*/
/* 對於地址增量模式,數據手冊如是說:
外設和存儲器的指針在每次傳輸后可以有選擇地完成自動增量。當設置為增量模式時,
下一個要傳輸的地址將是前一個地址加上增量值,增量值取決與所選的數據寬度為
1、2或4。
以一個實際例子解釋:
若是需要同時采集ADC通道11,通道12的數據到buffer里,則在使能了增量模式后,采集
到通道11數據到buffer后並且采集的數據全部完成后,外設地址自動增加,接下來采集
到的是通道12的數據。
本例程只有一個DAC,所以不需要增量模式。
*/
uint32_t DMA_MemoryInc;
/* 外設數據寬度:
> "DMA_PeripheralDataSize_Byte"
> "DMA_PeripheralDataSize_HalfWord"
> "DMA_PeripheralDataSize_Word"
本例程為"DMA_PeripheralDataSize_Word"
*/
uint32_t DMA_PeripheralDataSize;
/* 存儲器數據寬度:
> "DMA_MemoryDataSize_Byte"
> "DMA_MemoryDataSize_HalfWord"
> "DMA_MemoryDataSize_Word"
*/
// 注意:相互傳輸間的數據傳輸寬度一定要一致,否則DMA無法正常工作
uint32_t DMA_MemoryDataSize;
/* > 循環模式 "DMA_Mode_Circular"
> 正常模式 "DMA_Mode_Normal"
*/
uint32_t DMA_Mode;
/* 優先級,前文已述,
> "DMA_Priority_VeryHigh"
> "DMA_Priority_High"
> "DMA_Priority_Medium"
> "DMA_Priority_Low"
此處的值為"DMA_Priority_High",設置為次高優先級。
*/
uint32_t DMA_Priority;
/* 是否為存儲器到存儲器模式
> "DMA_M2M_Disable"
> "DMA_M2M_Enable"
*/
uint32_t DMA_M2M;
}DMA_InitTypeDef;
最后,初始化完成后,使能對應的DMA通道:
DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);
接着,14通道的DMA就會自動循環的將buffer內的值給DAC,使DAC輸出buffer內的值。
至此記錄完畢。
記錄時間:2016年11月10日
記錄地點:深圳WZ