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STM32的DMA简介

CHANBAEK 来源:头条号科G栈 作者:头条号科G栈 2023-03-23 10:10 次阅读

DMAMCU一个非常重要的部分,它提供了一种直接、高效、快速的方式来传输数据,而不需要CPU的介入,大大提高了MCU的工作效率。

我们先来看一下没有DMA,数据是怎么流动的。

poYBAGQbtPqAD6MIAAFSEzRZLjg412.jpg

如图所示,红色线表示外设数据的读写,蓝色线表示内存数据的读写。数据必须要先加载到内核,然后再通过内核写入外设或内存,读写操作都需要内核做很多工作,虽然C代码可能就一行语句,但是汇编可不止一条。我们知道在程序执行的过程中这样的数据传输操作非常频繁,如果都这样处理,内核将花费太多时间在搬运数据上,无法集中精力处理更为重要的计算和中断事件,处理速度和效率就会非常的低。

使用DMA后,数据的流动变成了下图所示方式。

pYYBAGQbtPyAGVjeAAFMVBOrMIk055.jpg

数据的传输工作由DMA控制器接管,假如我们配置由外设到内存,那么外设的数据一旦准备好,DMA就会自动将数据搬运到内存,内核只需要直接读取内存就可以获取到最新的外设数据。反过来也是同样的道理。整个传输过程不需要内核的参与,如果数据量很大,DMA的优势会非常明显。

内核有点像一个工厂,SRAM类似仓库,DMA就是物流。如果没有“物流”,这个“工厂”就需要自己进货、入库、出库、发货,而如果有了“物流”,“工厂”就不需要进货和发货了,这对“工厂”的生产效率有质的提升。

STM32中,DMA控制器有多个通道,每个通道对应某几个外设,使用前需要指定好该通道给哪个外设使用。

poYBAGQbtP2AJYSqAAG1fDj9AJ4763.jpg

具体使用DMA需要做下面的配置操作:

1、 使能DMA时钟

2、 配置外设和内存地址

3、 配置传输的数据个数

4、 配置通道的优先级

5、 配置数据传输方向

6、 配置circular模式或normal模式

7、 配置外设/内存incremented模式

8、 配置外设/内存数据位数

9、 配置中断,编写中断服务程序

10、使能DMA传输

之后内核只需要等待DMA中断的到来即可,然后读写内存数据。DMA有四种中断标志:全局中断、传输完成中断、半传输中断、传输错误中断,清除全局中断标志可以将所有的中断标志位清零。

DMA的外设和内存的数据位数可以不同,不同的位数传输最终的结果如下表所示:

pYYBAGQbtP6AAi4xAAOZRJWWnyo809.jpg

使用STM32的LL库的代码如下:

1、 打开时钟

poYBAGQbtP-Af8isAAAMUGJTKlA533.jpg

2、 配置地址

pYYBAGQbtQCAbcZQAAAWNjWCxhQ117.jpg

这里ADC是外设。

3、 数据个数

poYBAGQbtQGASknqAAALoj9pYTY610.jpg

4、 优先级

pYYBAGQbtQKAfgTtAAAM0Lg0jf8585.jpg

5、 传输方向

poYBAGQbtQOASBd6AAAKavDp5BE266.jpg

6、 Circular模式

pYYBAGQbtQSAJe2XAAAM1ldykzs279.jpg

7、 Incremented模式

poYBAGQbtQWAXAIvAAAV3IViX-w397.jpg

这里外设只有一个寄存器,所以不需要increment,内存是一个数组,所以要increment。

8、 数据位

pYYBAGQbtQWAKEb4AAAWoMx89PE209.jpg

数据位可以是8位(BYTE)、16位(HALFWORD)、32位(WORD)

9、 中断相关

pYYBAGQbtQeAegXoAABPpET0jbM275.jpg

pYYBAGQbtQeAAyYbAACtyp7hOPE242.jpg

10、 使能DMA

pYYBAGQbtQiAStVQAAAKeB7xgNo875.jpg

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