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：

2、DMA控制器结构

（1）DMA1 controller

（2）DMA2 controller

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。