STM32F103之DMA

一、背景：

    需要使用STM32的DAC，例程代码中用了DMA，对DMA之前没有实际操作过，也很早就想知道DMA到底是什么，因此，

看了一下午手册，代码和网上的资料，便有了此篇文章，做个记录。

二、正文：

    DMA（Direct Memory Access），直接翻译为"直接存储器存取"，数据手册对其定义为：提供在"外设和存储器

之间"或者"存储器和存储器之间"的高速数据传输,无须CPU干预，数据可以通过DMA快速地移动，这就节省了CPU的资源

来做其他操作。

    既然说了DMA是两个寄存器之间的数据直接交换，都有哪些形式的数据交换呢？

    > 外设到SRAM（IIC的数据，直接放到SRAM内等）；

    > SRAM到外设（SRAM内的数据自动传输到DAC输出等）；

    > 存储器到存储器之间；

    > 闪存、SRAM、外设的SRAM、APB1、APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标——意味着外设间也可传输？

    > 其他待发现······

    STM32F103有两路DMA，12个通道，DMA1有7个，DMA2有5个，每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对

存储器访问的请求。既然同时有多路通道，多个请求，所以还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权，也就意味着，

当多个通道同时有请求时，只能优先权最高的先独占DMA资源，其用完后，再留给低优先权的使用。

    DMA的优先权分配分为"硬优先权"和"软优先权"。

    > 软优先权：通过软件配置为最高优先级/高优先级/中等优先级/低优先级；

    > 硬优先权：通道号低的优先级更高。

    综合来说，既先比较软优先权，软优先权高优先使用DMA，若软优先权相同，则通道号低的优先使用DMA。

    DMA，既然是直接存储存取，那么只要初始化正确，就可以不用管它，它会自行做事，配置DMA又需要哪些内容可

以使其正常工作呢？以下为数据手册写的配置DMA通道x的过程(x代表通道号)：

    > 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。 

    > 在DMA_CMARx寄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

      或写入这个地址。 

    > 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。 

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

    > 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。 

    > 设置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位，启动该通道。 

    DMA的工作过程既是，当DMA通道启动后，根据DMA_CCRx寄存器设置的方向(从外设到内存，或者内存到外设)

，DMA会自动将DMA_CPARx设置的外设寄存器地址内的数据传输到DMA_CMARx的地址内，或者反之，每次拿取的大

小为DMA_CCRx设置的数据值，总的数据量为DMA_CNDTRx设置的数据量。每传输一次DMA_CNDTRx的值就会减少，直

到其减为零，根据DMA_CCRx内设置的循环模式来选择接下来的操作。如果选择普通模式，那么当寄存器DMA_CNDTRx

的值减为零时，DMA传输就自动停止了，若需要继续此DMA，那需要再进行配置，重新使能对应DMA；若是选择为循环模

式的话，那么当寄存器DMA_CNDTRx的值减为零时，它会恢复成配置的初值，重新开始DMA操作。

    *注意：当DMA操作为存储器到存储器模式的话，即DMA_CCRx的MEM2MEM(Memory to memory)位设置了后，那

么DMA传输不需要外设请求，就能在DMA通道使能后，立即开始传输，当DMA_CNDTRx设置的总纯数据量减为"0"时，DMA

传输也就停止，但是，其不能使用循环传输模式。

    关于DMA通道的中断，数据手册说明如下：

    一旦启动了DMA通道，它既可响应连到该通道上的外设的DMA请求。 当传输一半的数据后，半传输标志(HTIF)被置

1，当设置了允许半传输中断位(HTIE)时，将产生一个中断请求。在数据传输结束后，传输完成标志(TCIF)被置1，当设

置了允许传输完成中断位(TCIE)时，将产生一个中断请求。

    现在则以将SRAM内的数据自动传输到DAC输出为例。以DMA初始化库函数代码为模版进行详细说明。

    首先是打开对应的DMA时钟：

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1|RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

    其次，初始化DMA，DMA初始化库函数如下：

    DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);

    该函数原型如下：

    void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);

    参数 1：DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx

            为要初始化的通道号。具体值为：DMA1_Channel1->DMA1_Channel7/

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 DMA2_Channel1->DMA2_Channel5

    参数 2：DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct.

            为要初始化的DMA的详细参数，其详细结构体如下：

            typedef struct

            {

                /* DMA通道外设地址 

                   此处填写DAC寄存器的值 "DAC_DHR12RD_Address"。

                    #define DAC_DHR12RD_Address      0x40007420    // DAC寄存器的起始地址

                   相信很多刚接触MCU的朋友会困惑这个地址是如何来的？

                   其实这个就是DAC寄存器组基址"0x4007400"加上"DAC_DHR12RD"的偏移地址"0x20"，

                   即得到地址。

                */

                uint32_t DMA_PeripheralBaseAddr;

                // DMA存储器地址寄存器;

                // 在此处就是一个数组的地址。

                uint32_t DMA_MemoryBaseAddr;    

                /* 数据传输方向

                   从外设读     "DMA_DIR_PeripheralSRC"

                   从存储器读   "DMA_DIR_PeripheralDST"

                   此处DAC输出，因此是从存储器读，配置为"DMA_DIR_PeripheralDST"。

                */

                uint32_t DMA_DIR;               

                // 数据传输总量(手册规定大小为0~65535 bytes)。

                // 此处的值既是数组大小，32bytes

                uint32_t DMA_BufferSize;        

                /* 外设地址增量模式

                   > 执行外设地址增量模式   "DMA_PeripheralInc_Enable"

                   > 不执行外设地址增量模式 "DMA_PeripheralInc_Disable"

                */

                uint32_t DMA_PeripheralInc;     

                /* 存储器地址增量模式

                   > 执行存储器地址增量模式     "DMA_MemoryInc_Enable"     

                   > 不执行存储器地址增量模式   "DMA_MemoryInc_Disable"

                */

                /* 对于地址增量模式，数据手册如是说：

                   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。当设置为增量模式时，

                   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为

                   1、2或4。                

                   以一个实际例子解释：

                   若是需要同时采集ADC通道11，通道12的数据到buffer里，则在使能了增量模式后，采集

                   到通道11数据到buffer后并且采集的数据全部完成后，外设地址自动增加，接下来采集

                   到的是通道12的数据。

                   本例程只有一个DAC，所以不需要增量模式。

                */

                uint32_t DMA_MemoryInc;         

                /* 外设数据宽度：

                   > "DMA_PeripheralDataSize_Byte"

                   > "DMA_PeripheralDataSize_HalfWord"

                   > "DMA_PeripheralDataSize_Word"

                   本例程为"DMA_PeripheralDataSize_Word"

                */ 

                uint32_t DMA_PeripheralDataSize;

                /* 存储器数据宽度：

                   > "DMA_MemoryDataSize_Byte"

                   > "DMA_MemoryDataSize_HalfWord"

                   > "DMA_MemoryDataSize_Word"

                */ 

                // 注意：相互传输间的数据传输宽度一定要一致，否则DMA无法正常工作

                uint32_t DMA_MemoryDataSize;    

                /* > 循环模式 "DMA_Mode_Circular"

                   > 正常模式 "DMA_Mode_Normal"

                */ 

                uint32_t DMA_Mode;              

                /* 优先级，前文已述,

                   > "DMA_Priority_VeryHigh"

                   > "DMA_Priority_High"

                   > "DMA_Priority_Medium"

                   > "DMA_Priority_Low"

                   此处的值为"DMA_Priority_High"，设置为次高优先级。

                */

                uint32_t DMA_Priority;          

                /* 是否为存储器到存储器模式

                   > "DMA_M2M_Disable"

                   > "DMA_M2M_Enable"

                */

                uint32_t DMA_M2M;               

            }DMA_InitTypeDef;

    最后，初始化完成后，使能对应的DMA通道：

    DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);

    接着，14通道的DMA就会自动循环的将buffer内的值给DAC，使DAC输出buffer内的值。

至此记录完毕。