嵌入式——直接存储器存取（DMA）补充

目录

一、认识 DMA

二、DMA结构

1. DMA请求

2. 通道DMA

补：通道配置过程。

3. 仲裁器

三、DMA数据配置

1. 从哪里来，到哪里去

（1）从外设到存储器

（2）从存储器到外设

（3）从存储器到存储器

2. 要传多少，单位是什么

补：指针增量。

3. 什么时候传输完成

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一、认识 DMA

        DMA （Direct Memory Access，直接存储器访问）控制器独立于内核，属于一个单独的外设，它的主要功能是传输数据，但是不需要占用CPU，即在它传输数据的时候，CPU可以干其他的事情，就像多线程一样。

数据传输支持从外设到存储器或者从存储器到存储器，这里的存储器可以是SRAM或者Flash存储器。DMA控制器包含了DMA1和DMA2，其中DMA1有7个通道，DMA2有5个通道，这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。

补：DMA2只存在于大容量的单片机中。

二、DMA结构

1. DMA请求

        外设要想通过DMA来传输数据，必须先向DMA控制器发送DMA请求，DMA收到请求信号之后，控制器会给外设一个应答信号，当外设应答且DMA控制器收到应答信号之后，就会启动DMA的传输，直到传输完毕。

        DMA有DMA1和DMA2两个控制器，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道，不同DMA控制器的通道对应不同的外设请求。

2. 通道DMA

        有12个独立可编程的通道，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道，每个通道对应不同外设的DMA请求。虽然每个通道可以接收多个外设的请求，但是同一时间只能接收一个，不能同时接收多个。

补：通道配置过程。

     ① 在 DMA_CPARx寄存器 中设置外设寄存器的地址。发生外设数据传输请求时，这个地址将是数据传输的源或目标。

     ② 在 DMA_CMARx奇存器 中设置数据存储器的地址。发生外设数据传输请求时，传输的数据将从这个地址读出或写入。

     ③ 在 DMA_CNDTRx寄存器 中设置要传输的数据量。在每个数据传输后，这个数值递减。

     ④ 在 DMA_CCRx寄存器的 PL[1:0]位 中设置通道的优先级。

     ⑤ 在 DMA_CCRx寄存器 中设置数据传输的方向、循环模式、外设和存储器的增量模式、外设和存储器的数据宽度、传输一半产生中断或传输完成产生中断。

     ⑥ 设置 DMA_CCRx寄存器的ENABLE位，启动该通道。

3. 仲裁器

        解决请求先后响应顺序的问题，由仲裁器管理。管理DMA请求分为两个阶段：第1阶段属于软件阶段，可以在DMA_CCRx寄存器中设置，有4个等级：非常高、高、中和低；第2阶段属于硬件阶段，如果两个或以上的DMA请求设置的优先级一样，则它们的优先级取决于通道编号，编号越低越优先级越。

补：在大容量产品和互联型产品中，DMA1控制器拥有高于DMA2控制器的优先级。

三、DMA数据配置

1. 从哪里来，到哪里去

        DMA传输数据的方向有3个： 从外设到存储器，从存储器到外设，从存储器到存储器。具体的方向由DMA_CCR中第4位的DIR配置：0表示从外设到存储器，1表示从存储器到外设。里面涉及的外设地址由DMA_CPAR配置，存储器地址由DMA_CMAR配置。

（1）从外设到存储器

        以ADC采集为例。DMA外部寄存器的地址对应的就是ADC数据寄存器的地址，DMA存储器的地址就是我们自定义的变量 （ 用来接收、存储ADC采集的数据 ）的地址。方向设置外设为源地址。

（2）从存储器到外设

        以串口向电脑端发送数据为例。DMA外部寄存器的地址对应的就是串口数据寄存器的地址，DMA存储器的地址就是我们自定义的变量（ 相当于一个缓冲区，用来存储通过串口发送到电脑的数据 ）的地址。方向设置外设为目标地址。

（3）从存储器到存储器

        以内部Flash存储器向内部SRAM复制数据为例。DMA外部寄存器的地址对应的就是内部Flash存储器（把内部Flash当作一个外设来看）的地址，DMA存储器的地址就是我们自定义的变量（ 相当于一个缓冲区，用来存储来自内部Flash存储器的数据 ）的地址。方向设置外设（内部Flash存储器）为源地址。与上面两个不同的是，还要把DMA_CCR中的第14位（MEM2MEM）存储器到存储器模式配置为1，启动存储器到存储器模式。

2. 要传多少，单位是什么

        以串口向电脑发送数据为例，可以一次性给电脑发送很多数据，具体多少由DMA_CNDTR配置。这是一个32位寄存器，一次最多只能传输65535个数据。要使数据正确传输，源和目标地址存储的数据宽度还必须一致，串口数据寄存器是8位，所以定义的待发送数据也必须是8位。外设的数据宽度由DMA_CCRx的PSIZE[1:0]配置，可以是8、16、32位，存储器的数据宽度由DMA_CCRx的MSIZE[1:0]配置，可以是8、16、32位。

        在DMA控制器的控制下，数据要想有条不紊地传输，还必须正确设置两边数据指针的增量模式。外设的地址指针由DMA_CCRx的PINC配置，存储器的地址指针由MINC配置。以串口向电脑发送数据为例，每发送完一个数据，存储器的地址指针就应该加1。而串口数据寄存器只有一个，那么外设的地址指针就固定不变。

补：指针增量。

        通过设置 DMA_CCRx寄存器中的PINC和MINC 标志位，外设和存储器的指针在每次传输后可以有选择地完成自动增量。

     ① 通道配置为增量模式：下一个要传输的地址将是前一个地址加上增量值（ 增量值取决与所选的数据宽度：1、2、4）。第一个传输的地址是存放在 DMA_CPARx / DMA_CMARx寄存器 中。在传输过程中，这些寄存器保持它们初始的数值，软件不能改变和读出当前正在传输的地址（在内部的当前外设/存储器地址寄存器中）。

     ② 通道配置为非循环模式：传输结束后（即传输计数变为0）将不再产生DMA操作，要开始新的DMA传输，需要在关闭DMA通道的情况下，在 DMA_CNDTRx奇存器 中重新写入传输数目。

     ③ 循环模式：最后一次传输结束时，DMA_CNDTRx寄存器 的内容会自动地被重新加载为其初始数值，内部的当前外设 / 存储器地址寄存器也被重新加载为 DMA_CPARx / DMA_CMARx寄存器 设定的初始基地址。 

3. 什么时候传输完成

        可以通过查询标志位或者通过中断的方式来鉴别。每个DMA通道在DMA传输过半、传输完成和传输错误时都会有相应的标志位（DMA中断状态寄存器DMA_ISR），如果使能了该类型的中断后，则会产生中断。

        传输的完成还分两种模式：一次传输和循环传输。一次传输，即传输一次之后就停止，要想再传输的话，必须关闭DMA使能后再重新配置，才能继续传输。循环传输则是一次传输完成之后又恢复第一次传输时的配置，循环传输不断重复。具体的模式由DMA_CCRx寄存器的CIRC循环模式位控制。

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可以结合这篇文章：

     嵌入式一直接存储器存取（DMA）

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