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STM32 DMA理解

通道配置過程

1、在DMA_CPARx寄存器總設(shè)置外設(shè)寄存器的地址。發(fā)生外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸請求時,這個地址將是傳輸?shù)脑椿蚰繕?/p>

2、在DMA_CMARx寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)存取器的地址,發(fā)生外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸請求時,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將從這個地址讀出或?qū)懭脒@個地址

3、在DMA_CMARx寄存器中設(shè)置要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,在每個數(shù)據(jù)傳輸后,這個數(shù)值遞減。

4、在DMA_CCRx寄存器的PL位中設(shè)置通道的優(yōu)先級

5、在DMA_CCRx寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方向、循環(huán)模式、外設(shè)和寄存器的增量模式、外設(shè)和存儲器的數(shù)據(jù)寬度、傳輸一半產(chǎn)生中斷或傳輸完成產(chǎn)生中斷

6、設(shè)置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位,啟動該通道

一旦啟動了DMA通道,它即可響應連到該通道上的外設(shè)的DMA請求

當傳輸一般的數(shù)據(jù)后,半傳輸標志(HTIF)將被置1,當設(shè)置了半傳輸中斷位時,

將產(chǎn)生一個中斷請求,在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后,傳輸完成標志被置1,當設(shè)置了允許傳輸完成中斷位后,將產(chǎn)生一個中斷請求。

循環(huán)模式

循環(huán)模式用于處理循環(huán)緩沖區(qū)和連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸(如ADC的掃描模式),在DMA_CCRx寄存器中的CIRC位用于開啟這一功能,當啟動了循環(huán)模式,數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)目變?yōu)?時,將會自動地被恢復成配置通道時設(shè)置的初值,DMA操作將會繼續(xù)進行。

存儲器到存儲器模式

DMA通道的操作可以在沒有外設(shè)請求的情況下進行,這種操作就是存儲器到存儲器模式。當設(shè)置了DMA_CCRx寄存器中的MEM2MEM位之后,在軟件設(shè)置了DMA_CCRx寄存器中的EN位啟動DMA通道時,DMA傳輸將馬上開始,當DMA_CNDTRx寄存器變?yōu)?時,DMA傳輸結(jié)束,存儲器到存儲器模式不能與循環(huán)模式同時使用

DMA首先,初始化,要了解觸發(fā)源,也可通過軟件編程設(shè)置具體的時間,具體條件來觸發(fā)DMA數(shù)據(jù)傳輸,DMA的觸發(fā)源是事件(1)、首先開啟時鐘

RCC_APBPeriphClockCmd(RCC_APBPeriph_DMA1,ENABLE);//開啟DMA時鐘

結(jié)構(gòu)體(DMA_InitTypeDef)說明:

PeripheralBaseAddr:外設(shè)地址 CPAR

MemoryBaseAddr: 存儲器地址 CMAR

DIR:        傳輸方向(從外設(shè)讀/從存儲器讀)

BufferSize:     傳輸數(shù)量

PeripheralInc:    外設(shè)地址增量模式(傳完一個數(shù)后地址是否+1)

MemoryInc:     存儲器地址增量模式

PeripheralDataSize: 外設(shè)數(shù)據(jù)寬度(Byte / Half Word / Word)

MemoryDataSize:  存儲器數(shù)據(jù)寬度

Mode:        循環(huán)/正常

Priority:       優(yōu)先級

M2M:        存儲器到存儲器模式

DMA_DeInit(DMA_Channel1);

默認初始化配置

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = USART1_DR_Base;

DMA_PeripheralBaseAddr是給DMA一個起始地址,在程序中如果這個是內(nèi)存模式,這給的是一個定義的一個數(shù)組的指針,如buffer;其中USART1_DR_Base是自己定義的一個地址,這個地址的定義就是USART1_DR這個寄存器的地址。

需要注意的是,這個地址的定義,是由兩部分組成的,基準地址+偏移地址,在此過程中,基準地址=0x4001 3800而偏移地址=0x04,所以最終地址為:0x4001 3804

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)Send_Buffer;

這個同樣也是一個地址變量,這個地址的存放要發(fā)送的數(shù)據(jù)的

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

設(shè)置DMA的傳輸方向,這個可以是雙向傳輸,也可以是單向傳輸,在庫文件中有這樣的定義;指定該外設(shè)是DMA的源還是目的地DMA_DIR_PeripheralDST:該外設(shè)是DMA的目的地(要接受的設(shè)備地址)DMA_DIR_PeripheralSRC:該外設(shè)是DMA的源(及要傳輸?shù)臄?shù)據(jù))

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Send_BufferSize;

這句話時設(shè)置DMA在傳輸時緩沖區(qū)的長度,一般需要給此緩沖區(qū)定義一個存儲區(qū),這個參數(shù)的單位有三種類型:Byte、HalfWord、Word,其中有:Byte:8位HalfWord:16位Word:32位

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

設(shè)置DMA的外設(shè)遞增模式,如果是設(shè)置成SPI模式,則讀取數(shù)據(jù)的時候會向下一個地址移位在這里因為我們的外設(shè)是USART,則這個外設(shè)的地址始終是USART1_DR_Base,不需要進行自加即遞增模式。

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

這句是設(shè)置DMA的內(nèi)存遞增模式,當需要訪問多個內(nèi)存參數(shù)時,需要使用這個

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

設(shè)置DMA在訪問外設(shè)時操作的數(shù)據(jù)長度為Byte

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

設(shè)置DMA在訪問內(nèi)存時操作的數(shù)據(jù)長度為Byte

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;

設(shè)置DMA模式,這里是普通模式,即傳輸完成后就關(guān)閉了DMA,還有循環(huán)模式,后面說明。

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

設(shè)置DMA的優(yōu)先級別:可以分為4級:VeryHigh,High,Medium,Low.

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

設(shè)置DMA的2個內(nèi)存中的變量互相訪問的

DMA_Init(DMA_Channel1,&DMA_InitStructure);

前面那些都是對DMA結(jié)構(gòu)體成員的設(shè)置,在次再統(tǒng)一對DMA整個模塊做一次初始化,使得DMA各成員與上面的參數(shù)一致。

DMA_Cmd(DMA_Channel1,ENABLE);

使能DMA傳輸。

SMT32系列微控制器低端型號中僅包含DMA1,支持7個通道;高端型號還包括DMA2,支持5個通道。它的每個通道可任意指定工作模式,如內(nèi)存到內(nèi)存、內(nèi)存到外設(shè)或外設(shè)到內(nèi)存等。當涉及到外設(shè)時,一般是由外設(shè)來觸發(fā)DMA的一次傳輸,如串口收到數(shù)據(jù)的標志位可觸發(fā)DMA.

DMA的每次傳輸都分為4個階段:申請仲裁、地址計算、總線存取和應答。除總線存取階段,其他3個階段都只需要一個系統(tǒng)周期,并且不占用總線,可在DMA控制器內(nèi)部并發(fā)地執(zhí)行??偩€存取階段,每個字(4字節(jié))的傳輸需要3個系統(tǒng)周期。DMA和CPU工作在交替方式下,不會相互阻塞。DMA各個通道可獨立設(shè)置優(yōu)先級,當訪問同一資源時高優(yōu)先級通道先獲得資源。

采用時鐘的4個比較/捕獲通道加DMA可以產(chǎn)生出4路不同頻率和占空比的方波。這里為簡化篇幅,只列出了產(chǎn)生一路方波的代碼?;驹硎牵簩r鐘的4個通道設(shè)置為反轉(zhuǎn)模式(即計數(shù)器與比較捕獲寄存器相等時,其對應的CPU引腳電平發(fā)生反轉(zhuǎn)),設(shè)置計數(shù)器為向上計數(shù)到0xFFFF的模式;然后預先計算好需要引腳反轉(zhuǎn)的時刻,并使能對應通道的DMA請求。這樣,當計數(shù)器與比較/捕獲寄存器的值相等時,由DMA將下一個需要引腳電平反轉(zhuǎn)的時刻送入到比較/捕獲寄存器。

這里將DMA設(shè)置為從內(nèi)存到外設(shè)的半字(2個字節(jié))環(huán)形傳輸。開啟DMA全滿和半滿中斷,在中斷處理函數(shù)中不斷填充新的時刻值,即可保證產(chǎn)生的波形不間斷。假設(shè)存放時刻值的緩沖長度為N,則每N/2個點才中斷一次,這樣CPU就不需要頻繁進入中斷,執(zhí)行效率比較高。由此也可以看出,緩沖越大,對中斷響應的實時性要求也越低,當然這時中斷的處理時間也越長。以下為示例代碼:

需要注意的是,比較/捕獲寄存器的預加載功能必須禁止掉。我們需要的是寫入比較/捕獲寄存器的值立即與計數(shù)器相比較輸出,而無需等待一個更新事件。

采用DMA+TIMx的方式來捕獲上升沿和下降沿時刻,有利于提高系統(tǒng)的實時性和執(zhí)行效率。通過TIMx的捕獲功能將方波的電平跳變時刻記錄在比較/捕獲寄存器中,然后DMA將該值自動傳輸?shù)絻?nèi)存,只有當DMA觸發(fā)半滿或全滿事件時CPU才需要進入中斷處理數(shù)據(jù)。通過記錄方波的上升沿和下降沿時刻,然后將兩個時刻相減,進而就能得到所有低沿和高沿的寬度,最后進行后續(xù)的分析處理。這種方式下中斷頻率僅為方波頻率的4/N(N為緩沖區(qū)大小)。

測試中STM32系列微控制器工作在36 MHz,可產(chǎn)生出1路最高1.5 MHz的方波,可捕獲1 MHz的方波,而此時CPU的執(zhí)行幾乎不受影響。這里采用DMA來實現(xiàn)方波的產(chǎn)生和捕獲,極大地提高了系統(tǒng)的實時性和執(zhí)行效率,減少了中斷次數(shù),節(jié)省了寶貴的資源。這種方案也可以用來實現(xiàn)高效的模擬串口。另外,若有多個DMA同時工作,應考慮最壞情況下DMA的響應時間,以避免錯誤發(fā)生。1、DMA普通模式和循環(huán)模式的區(qū)別循環(huán)模式:用于處理一個環(huán)形的緩沖區(qū),每輪傳輸結(jié)束時數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐渲脮詣拥馗聻槌跏紶顟B(tài),DMA傳輸會連續(xù)不斷地進行。普通模式:在DMA傳輸結(jié)束時,DMA通道被自動關(guān)閉,進一步的DMA請求將不被滿足。2、DMA傳輸需要指定的條件:傳輸源:DMA控制器從傳輸源讀出數(shù)據(jù);傳輸目標:DMA控制器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕耍挥|發(fā)信號:用于觸發(fā)一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭幼?,?zhí)行一個單位的傳輸源至傳輸目標的數(shù)據(jù)傳輸??梢杂脕砜刂苽鬏?shù)膯訔l件。

標簽: STM32DM

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