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DMA(Direct Memory Access直接存储器存取
DMA可以提供外设和存储器或者存储器和存储器之间的高速数据传输,无须CPU干预,节省了CPU的资源
12个独立可配置的通道:DMA1(7个通道),DMA2(5个通道)每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发
STM32F103C8T6 DMA资源:DMA1(7个通道)
计算机五大组成部分:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,运算器+控制器=CPU
ROM就是只读存储器,是一种非易失性、掉电不丢失的存储器
RAM就是随机存储器,是一种易失性、掉电丢失的存储器
内核外设就是NVIC和SysTick
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Cortex-M3 核心:这是微控制器的主要处理单元,负责执行指令和控制其他模块。
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Flash:用于存储程序代码的非易失性存储器。CPU或者DMA直接访问Flash的话,是只可以读而不可以写的,然后SRAM是运行内存,可以任意读写,没有问题
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DMA 控制器:负责管理DMA传输,允许外设直接与内存进行数据交换,而不需要CPU的干预,从而提高数据传输效率。
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DMA 通道:图中标记了多个DMA通道(如DMA1通道1、DMA1通道2等),每个通道可以配置为不同的外设服务。
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外设:包括ADC(模数转换器)、USART(通用同步/异步收发器)、SPI(串行外设接口)、I2C(集成电路总线)等,这些外设可以通过DMA进行数据传输。
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APB1 和 APB2 总线:这些是微控制器的外设总线,用于连接外设和微控制器的核心。
起始地址,有外设端的起始地址,和存储器端的起始地址
数据宽度可以选择字节Byte(uint8_t)、半字HalfWord(uint16_t)和字Word(uint32_t)
地址是否自增,就是转运挪一个空间
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传输计数器:这个计数器记录了DMA传输的数据量。当计数器达到预设值时,DMA传输完成。每转运一次,计数器的数减1,减到0就不会再进行数据转运了,之前自增的地址,也会恢复到起始地址,以方便DMA开始新一轮转运
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自动重装器:当传输计数器达到零时,自动重装器可以将计数器重新加载到初始值,从而实现连续传输。转运一个数组,一般是单次模式,转运一轮结束;如果是扫描模式,为了配合ADC,DMA也要使用循环模式
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方向:指示DMA传输的方向,是从外设到内存(外设→存储器),还是从内存到外设(存储器→外设)。
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开关控制:用于控制DMA传输的启动和停止。DMA_Cmd()转运,它有三个条件, 第一,就是开关控制,DMA Cmd必须使能,第二,就是传输计数器必须大于0,第三,就是触发源,必须有触发信号。当传输计教器等于0,目没有自动重装时,这时无论是否触发,DMA都不会再进行转运了,此时就需要DMA_Cmd,给DISABLE,关闭DMA,再为传输计数器写入一个大于的数再DMA Cmd,给ENABLE,开启DMA。
note:写传输计数器时,必须要先关闭DMA,再进行,不能在DMA开启时,写传输计数器
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M2M(Memory-to-Memory):表示内存到内存的传输,即数据从一个内存区域传输到另一个内存区域。触发源由M2M的参数决定(硬件触发或软件触发<连续触发>),软件模式和循环模式不能同时使用,因为软件触发就是想把传输计数器清零,循环模式是清零后自动重装。一般用于存储器到存储器的转运,硬件触发与外设有关
如果硬件触发就必须选择对应的通道
小的数据转到大的,高位补0;大的转到小的,高位舍弃.
DMA转运的时机,需要和ADC单个通道转换完成同步,所以DMA的触发要选择ADG的硬件触发
代码示例
初始化第一步,RCC开启DMA的时钟
第二步,直接调用DMA Init,初始化各个参数
最后进行开关控制,DMA_Cmd()使能
代码1:DMA数据转运
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyDMA.h"uint8_t DataA[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; //定义测试数组DataA,为数据源
uint8_t DataB[] = {0, 0, 0, 0}; //定义测试数组DataB,为数据目的地int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化MyDMA_Init((uint32_t)DataA, (uint32_t)DataB, 4); //DMA初始化,把源数组和目的数组的地址传入/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "DataA");OLED_ShowString(3, 1, "DataB");/*显示数组的首地址*/OLED_ShowHexNum(1, 8, (uint32_t)DataA, 8);OLED_ShowHexNum(3, 8, (uint32_t)DataB, 8);while (1){DataA[0] ++; //变换测试数据DataA[1] ++;DataA[2] ++;DataA[3] ++;OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2); //显示数组DataAOLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2); //显示数组DataBOLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);Delay_ms(1000); //延时1s,观察转运前的现象MyDMA_Transfer(); //使用DMA转运数组,从DataA转运到DataBOLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2); //显示数组DataAOLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2); //显示数组DataBOLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);Delay_ms(1000); //延时1s,观察转运后的现象}
}
#include "stm32f10x.h" // Device headeruint16_t MyDMA_Size; //定义全局变量,用于记住Init函数的Size,供Transfer函数使用/*** 函 数:DMA初始化* 参 数:AddrA 原数组的首地址* 参 数:AddrB 目的数组的首地址* 参 数:Size 转运的数据大小(转运次数)* 返 回 值:无*/
void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size)
{MyDMA_Size = Size; //将Size写入到全局变量,记住参数Size/*开启时钟*/RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //开启DMA的时钟/*DMA初始化*/DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; //定义结构体变量DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA; //外设基地址,给定形参AddrADMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //外设数据宽度,选择字节DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable; //外设地址自增,选择使能DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB; //存储器基地址,给定形参AddrBDMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //存储器数据宽度,选择字节DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //存储器地址自增,选择使能DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //数据传输方向,选择由外设到存储器DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size; //转运的数据大小(转运次数)DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //模式,选择正常模式DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable; //存储器到存储器,选择使能DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //优先级,选择中等DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); //将结构体变量交给DMA_Init,配置DMA1的通道1/*DMA使能*/DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE); //这里先不给使能,初始化后不会立刻工作,等后续调用Transfer后,再开始
}/*** 函 数:启动DMA数据转运* 参 数:无* 返 回 值:无*/
void MyDMA_Transfer(void)
{DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE); //DMA失能,在写入传输计数器之前,需要DMA暂停工作DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size); //写入传输计数器,指定将要转运的次数DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //DMA使能,开始工作while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET); //等待DMA工作完成DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1); //清除工作完成标志位
}
代码2:DMA+AD多通道(ADC连续扫描+DMA循环转运)
#include "stm32f10x.h" // Device headeruint16_t AD_Value[4]; //定义用于存放AD转换结果的全局数组/*** 函 数:AD初始化* 参 数:无* 返 回 值:无*/
void AD_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); //开启ADC1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //开启DMA1的时钟/*设置ADC时钟*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //选择时钟6分频,ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0、PA1、PA2和PA3引脚初始化为模拟输入/*规则组通道配置*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则组序列1的位置,配置为通道0ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则组序列2的位置,配置为通道1ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则组序列3的位置,配置为通道2ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_55Cycles5); //规则组序列4的位置,配置为通道3/*ADC初始化*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; //定义结构体变量ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //模式,选择独立模式,即单独使用ADC1ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据对齐,选择右对齐ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //外部触发,使用软件触发,不需要外部触发ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续转换,使能,每转换一次规则组序列后立刻开始下一次转换ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; //扫描模式,使能,扫描规则组的序列,扫描数量由ADC_NbrOfChannel确定ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4; //通道数,为4,扫描规则组的前4个通道ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //将结构体变量交给ADC_Init,配置ADC1/*DMA初始化*/DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; //定义结构体变量DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; //外设基地址,给定形参AddrADMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //外设数据宽度,选择半字,对应16为的ADC数据寄存器DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址自增,选择失能,始终以ADC数据寄存器为源DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value; //存储器基地址,给定存放AD转换结果的全局数组AD_ValueDMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //存储器数据宽度,选择半字,与源数据宽度对应DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //存储器地址自增,选择使能,每次转运后,数组移到下一个位置DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //数据传输方向,选择由外设到存储器,ADC数据寄存器转到数组DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 4; //转运的数据大小(转运次数),与ADC通道数一致DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //模式,选择循环模式,与ADC的连续转换一致DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //存储器到存储器,选择失能,数据由ADC外设触发转运到存储器DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //优先级,选择中等DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); //将结构体变量交给DMA_Init,配置DMA1的通道1/*DMA和ADC使能*/DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //DMA1的通道1使能ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); //ADC1触发DMA1的信号使能ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //ADC1使能/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1); //固定流程,内部有电路会自动执行校准while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);/*ADC触发*/ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //软件触发ADC开始工作,由于ADC处于连续转换模式,故触发一次后ADC就可以一直连续不断地工作
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化AD_Init(); //AD初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "AD0:");OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");while (1){OLED_ShowNum(1, 5, AD_Value[0], 4); //显示转换结果第0个数据OLED_ShowNum(2, 5, AD_Value[1], 4); //显示转换结果第1个数据OLED_ShowNum(3, 5, AD_Value[2], 4); //显示转换结果第2个数据OLED_ShowNum(4, 5, AD_Value[3], 4); //显示转换结果第3个数据Delay_ms(100); //延时100ms,手动增加一些转换的间隔时间}
}
ADC单次扫描+DMA单次转运模式部分代码