stm32入门-----DMA直接存储器存取（上—

stm32入门-----DMA直接存储器存取（上——理论篇）

news2024/9/21 12:39:46

前言

DMA

1.简介

2.存储器映像

3.DMA结构

4.数据宽度与对齐

5.DMA工作示例

前言

本期我们就开始学习DMA直接存储器存取，DMA是一个数据装运的小助手，执行数据的搬运处理，减少了CPU的负担，在stm32中担当重要的工作。在前面学习ADC的时候我们就提及过这个，那么本期就正式开始学习DMA，先从理论部分入手，下一期我们就进行关于DMA的相关项目实操。（视频：[8-1] DMA直接存储器存取_哔哩哔哩_bilibili）

DMA

1.简介

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）

2.存储器映像

存储器分为大类，分为ROM和RAM，其中ROM是一种掉电不丢失数据的存储器，而RAM是一种掉电就丢失数据的存储器，其实很类似我们的电脑ROM类似为硬盘里面的数据，RAM类似为电脑内存存储的临时数据。

类型	起始地址	存储器	用途
ROM	0x0800 0000	程序存储器Flash	存储C语言编译后的程序代码
	0x1FFF F000	系统存储器	存储BootLoader，用于串口下载
	0x1FFF F800	选项字节	存储一些独立于程序代码的配置参数
RAM	0x2000 0000	运行内存SRAM	存储运行过程中的临时变量
	0x4000 0000	外设寄存器	存储各个外设的配置参数
	0xE000 0000	内核外设寄存器	存储内核各个外设的配置参数

3.DMA结构

下面是DMA的整体框架，这里我们可以看出是有三个DMA的（但是我们使用的STM32F103C8T6只有一个DMA1），这里的DMA是通过一个总线来去访问各个存储器的内容，但是总线是只有一个的，所以当出现多个通道都需要去访问的时候，不可能都去挤这一个总线，这时候有一个仲裁器去判断哪个通道优先去执行，类似于中断的优先级。

下图是DMA的基本结构，DMA的搬运方向是可以分为三个，分别是外设到存储器，存储器到外设，存储器到存储器。下面还有一个计数器，这个计数器是一个自减的计数器，是一个搬运次数计数意思是当开始设定一个数字这个数字减少到0的时候搬运就结束，后面还有一个自动重装，当我们开启自动重装的时候，计数器的值就会回归到我们开始设定的那个数字，然后就开始数据搬运的操作。下面还有一个触发方式的选择，M2M选择1的话是软件触发，选择0是硬件触发，软件触发一般用于存储器到存储器的数据搬运，比如程序里面的数组赋值到另外一个数组，二硬件触发一般用于外设到存储器之间的数据搬运，因为硬件触发要考虑到外设的触发条件，比如ADC转换结束或者中断等等。

下面可以看出对于硬件触发的并不是每一个通道的都是一样的，是这个通道有特定的硬件信号才能触发。

4.数据宽度与对齐

这里就涉及到起始和目标二者之间数据宽度的问题，如果是二者的宽度都是一样的，比如8位，那么传输的话就会一一对应传输；如果起始的数据比目标的位宽要小，那么传输到目标后的数据是右对齐的方式，也就是高位的补零；如果起始的数据比目标的要大，那么传输到目标的数据是舍弃掉高位的数据。

5.DMA工作示例

（1）数据转运+DMA

下面是数据的转运，也就是把一个数据变量的值复制到另一个变量那里去，入下面所示，把第一个数组A复制到另外一个数组B，这里没有涉及到了相关外设条件，所以是用最快的方式来去进行也就是软件触发，另外就是需要执行7次，在转运的过程中还需要去对地址进行移位的操作，类似于指针地址移位，其实就是我们常见的数组++，要想实现下面一一对应的赋值，起始数组和目标数组都需要执行地址++操作。

（2）ADC扫描模式+DMA

下面是ADC扫描模式通过DMA来去搬运转换好的数据。在上一期我们就说过ADC的规则组的数据寄存器是只能存储一个转换结果的，但是列表中是有多个通道要进行转换，那么如果不及时拿走上一个通道转换的结果，那么下一个通道转换的结果就会覆盖掉上一个的值，所以这里就需要DMA来去搬运这些转换好的结果，每一个通道转换后切换到另外一个通道的时候，中间是可以继续DMA搬运操作的，所以ADC扫描模式和DMA就可以实现完美的配合操作，每完成一个转换，DMA就可以把这个结果拿走存起来，然后数据寄存器就可以继续放下一个通道转换的结果。