STM32学习笔记之DMA传输

一、DMA简介

1、DMA简介

  • DMA(Direct Memory Access:直接内存存取)是一种可以大大减轻CPU工作量的数据转移方式。
  • CPU有转移数据、计算、控制程序转移等很多功能,但其实转移数据(尤其是转移大量数据)是可以不需要CPU参与。比如希望外设A的数据拷贝到外设B,只要给两种外设提供一条数据通路,再加上一些控制转移的部件就可以完成数据的拷贝。
  • DMA就是基于以上设想设计的,它的作用就是解决大量数据转移过度消耗CPU资源的问题。有了DMA使CPU更专注于更加实用的操作–计算、控制等。

2、DMA的工作原理

DMA的作用就是实现数据的直接传输,而去掉了传统数据传输需要CPU寄存器参与的环节,主要涉及四种情况的数据传输,但本质上是一样的,都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域(外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元)。四种情况的数据传输如下:

  • 外设到内存
  • 内存到外设
  • 内存到内存
  • 外设到外设
    当用户将参数设置好,主要涉及源地址、目标地址、传输数据量这三个,DMA控制器就会启动数据传输,传输的终点就是剩余传输数据量为0(循环传输不是这样的)。换句话说只要剩余传输数据量不是0,而且DMA是启动状态,那么就会发生数据传输。

二、STM32的DMA结构

1、DMA的主要特性

● 12个 独立的可配置的通道(请求)DMA1有7个通道,DMA2 有5个通道 ;
● 每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求,每个通道都同样支持软件触发。这些功能通过软件来配置;
● 在七个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级:很高、高、中等和低),假如在相等优先权时由硬件决定(请求0优先于请求1,依此类推) ;
● 独立的源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字),模拟打包和拆包的过程。源和目标地址必须按数据传输宽度对齐;
● 支持循环的缓冲器管理 ;
● 每个通道都有3个事件标志(DMA 半传输,DMA传输完成和DMA传输出错),这3个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求;
● 存储器和存储器间的传输 ;
● 外设和存储器,存储器和外设的传输 ;
● 闪存、SRAM 、外设的SRAM 、APB1 APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标;
● 可编程的数据传输数目:最大为65536。
下面为功能框图:
这里写图片描述

2、DMA控制器结构

(1)DMA1 controller
这里写图片描述
(2)DMA2 controller
这里写图片描述
注意:同一个通道的DMA请求,同一时刻只能响应其中的一个。

3、STM32的DMA工作特点

① DMA进行数据传输的必要条件:

  • 剩余传输数据量大于0
  • DMA通道传输使能
  • 通道上DMA数据传输有事件请求

前两者都好理解,对于第三点确实需要详细的解释,请看下边的三条。

② 外设到XX方向的传输
  假设是ADC到存储器的数据传输,显然ADC的DMA传输的源地址是ADC的数据寄存器。并不是说只要DMA通道传输使能后,就立即进行数据传输。只有当一次ADC转化完成,ADC的DMA通道的传输事件有效,DMA才会从ADC的数据寄存器读出数据,写入目的地址。当DMA在读取ADC的数据寄存器时,同时使ADC的DMA通道传输事件无效。显然,要等到下一次ADC转换完成后,才能启动再一次的数据传输。

③存储器对XX的DMA传输
  因为数据是准备好的,不像ADC还需要等待数据到位。所以,不需要对应通道的事件。只要使能DMA数据传输就一直传输,直到达到设定的传输量。

example:
1.内存到内存(DMA传输请求一直有效)
2.内存到串口(DMA传输请求一直有效)

一种解释:
  存储器对存储器的置位,就相当于相应通道的事件有效。 对应通道的事件有效和存储器对存储器的置位,就是传输的触发位。每次传输的事件置位一次,完成一次传输。如果是由外设引发的DMA传输,则传输完成后,相应传输事件会置为无效,而存储器对存储器的传输,则一次传输完成后,相应事件一直有效,直至完成设定的传输量。 摘自:http://bbs.21ic.com/icview-400841-1-1.html

④外设以DMA方式工作时,能否再以软件方式进行操作?

  有一点是肯定的,当外设以DMA方式正在数据传输时,不可能再相应CPU的软件控制命令,否则这不符合逻辑。
  但是,倘若外设仅仅配置成DMA工作方式,但是DMA请求并未产生,数据传输并没有进行。此时,软件控制命令仍然能够对外设进行控制。这是笔者在串口以DMA方式发送数据情形下,所得到的测试结论。

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