STM32微控制器原理及應(yīng)用 課件 第8章 DMA控制器

第8章DMA控制器STM32微控制器原理及應(yīng)用本章教學(xué)目標(biāo)DMA的概念與作用DMA的工作原理STM32的DMA結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)DMA寄存器的作用DMA的工作方式配置以及庫(kù)函數(shù)功能DMA應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法主要內(nèi)容8.1概述8.2STM32的DMA簡(jiǎn)介8.3DMA寄存器8.4DMA庫(kù)函數(shù)8.5DMA應(yīng)用舉例8.1概述由于外圍設(shè)備速度較慢，CPU不能像讀寫存儲(chǔ)器那樣直接讀寫外設(shè)，為了解決速度不匹配的問(wèn)題，CPU與外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)要采取多種方式，主要有延時(shí)方式、查詢方式、中斷方式，以及DMA方式，前三種方式都是軟件控制完成數(shù)據(jù)傳送，而DMA方式是由DMA控制器來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程。DMA控制數(shù)據(jù)傳送的操作順序說(shuō)明如下：①I/O設(shè)備準(zhǔn)備好后，向DMA控制器（DMAController，DMAC）發(fā)出DMA請(qǐng)求信號(hào)。②DMAC向CPU發(fā)出占用總線請(qǐng)求信號(hào)。③按照預(yù)定的DMAC占用總線方式，CPU響應(yīng)總線請(qǐng)求，向DMAC發(fā)出總線響應(yīng)信號(hào)，讓出總線控制權(quán)，總線控制權(quán)交由DMAC接管。④DMAC接管總線后，先向I/O接口發(fā)出DMA響應(yīng)信號(hào)，表示允許外設(shè)進(jìn)行DMA傳送。然后按事先設(shè)置的初始地址和需傳送的字節(jié)數(shù)，依次發(fā)送地址和讀寫命令，使內(nèi)存和I/O接口直接交換數(shù)據(jù)，直至全部數(shù)據(jù)交換完畢。⑤DMA傳送結(jié)束后，自動(dòng)撤消向CPU的總線請(qǐng)求信號(hào)，從而使總線響應(yīng)和DMA響應(yīng)信號(hào)相繼變?yōu)闊o(wú)效，CPU又重新控制總線，恢復(fù)正常工作。DMA控制原理圖8.2STM32的DMA簡(jiǎn)介12個(gè)獨(dú)立的可配置的通道(請(qǐng)求)：DMA1有7個(gè)通道，DMA2有5個(gè)通道每個(gè)通道都直接連接專用的硬件DMA請(qǐng)求，每個(gè)通道都同樣支持軟件觸發(fā)。在同一個(gè)DMA模塊上，多個(gè)請(qǐng)求間的優(yōu)先權(quán)可以通過(guò)軟件編程設(shè)置，優(yōu)先權(quán)共有四級(jí)：很高、高、中等和低，優(yōu)先權(quán)設(shè)置相等時(shí)由硬件決定。獨(dú)立數(shù)據(jù)源和目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)的傳輸寬度(字節(jié)、半字、全字)，模擬打包和拆包的過(guò)程。源和目標(biāo)地址必須按數(shù)據(jù)傳輸寬度對(duì)齊。支持循環(huán)的緩沖器管理。每個(gè)通道都有3個(gè)事件標(biāo)志（DMA半傳輸、DMA傳輸完成和DMA傳輸出錯(cuò)），這3個(gè)事件標(biāo)志邏輯或成為一個(gè)單獨(dú)的中斷請(qǐng)求。存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器間的傳輸。存儲(chǔ)器和外設(shè)之間的傳輸。閃存、SRAM、外設(shè)的SRAM、APB1、APB2和AHB外設(shè)均可作為訪問(wèn)的源和目標(biāo)。可編程的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)目最大為65535。8.3DMA寄存器DMA寄存器包括：DMA中斷狀態(tài)寄存器(DMA_ISR)DMA中斷標(biāo)志清除寄存器(DMA_IFCR)各個(gè)通道獨(dú)立的配置寄存器(DMA_CCRx)傳輸數(shù)量寄存器(DMA_CNDTRx)外設(shè)地址寄存器(DMA_CPARx)存儲(chǔ)器地址寄存器(DMA_CMARx)8.4DMA庫(kù)函數(shù)函數(shù)DMA_Init函數(shù)原形：voidDMA_Init(DMA_Channel_TypeDef*DMA_Channelx,DMA_InitTypeDef*DMA_InitStruct)功能描述：根據(jù)DMA_InitStruct中指定的參數(shù)初始化DMA的通道x寄存器輸入?yún)?shù)DMA_Channelx選擇DMA通道x（x=1～7）。輸入?yún)?shù)DMA_InitStruct為指向結(jié)構(gòu)DMA_InitTypeDef的指針，包含了DMA通道x的配置信息。例如，下面的程序段完成根據(jù)DMA_InitStructure的成員值對(duì)DMA通道1初始化。DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=0x40005400;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=0x20000100;DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=256;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal;DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_Medium;DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;DMA_Init(DMA_Channel1,&DMA_InitStructure);函數(shù)DMA_ITConfig函數(shù)原形：voidDMA_ITConfig(DMA_Channel_TypeDef* DMA_Channelx,u32DMA_IT,FunctionalStateNewState)功能描述：使能或者失能指定的通道x中斷輸入?yún)?shù)DMAChannelx：選擇DMA通道x輸入?yún)?shù)DMA_IT：待使能或者失能的DMA中斷源，使用操作符“|”可以同時(shí)選中多個(gè)DMA中斷源。例如，下面語(yǔ)句允許DMA通道5數(shù)據(jù)傳輸完成產(chǎn)生中斷。DMA_ITConfig(DMA_Channel5,DMA_IT_TC,ENABLE);8.5DMA應(yīng)用程序設(shè)計(jì)8.5.1存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的DMA傳輸一、設(shè)計(jì)要求：編寫程序完成存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送，并將傳送前后的結(jié)果上傳到PC機(jī)，同時(shí)LED閃爍。二、硬件電路設(shè)計(jì)：STM32的PC6外接LED，STM32的串口與PC機(jī)串口相連，硬件結(jié)構(gòu)如圖8-8所示。主程序流程圖部分源代碼#include"stm32f10x.h"#include<stdio.h>voidRCC_Configuration(void);voidGPIO_Configuration(void);voidDMA_Configuration(void);voiddelay_nms(u16time);voidUSART_Configuration(void);intfputc(intch,FILE*f);u8SrcStr[10]="0123456789";u8DstStr[10]="ABCDEFGHIJ";intmain(void){ RCC_Configuration(); GPIO_Configuration(); DMA_Configuration(); USART_Configuration(); USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC); printf("MEM2MEM傳輸之前:\n"); printf("DstBuf:%s\n",DstStr); printf("SrcBuf:%s\n",SrcStr); DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE); printf("MEM2MEM傳輸之后:\n"); printf("DstBuf:%s\n",DstStr); printf("SrcBuf:%s\n",SrcStr); while(1) {GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);//PA6置位，LED燈滅

delay_nms(200); GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);//PA6清零，LED燈亮

delay_nms(200);}}voidDMA_Configuration(void){DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;DMA_DeInit(DMA1_Channel1);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=(u32)SrcStr;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)DstStr; DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=10; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal; DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Enable; DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure);}voidUSART_Configuration(void){ USART_InitTypeDefUSART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;//波特率9600bps

USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口

USART_Cmd(USART1,ENABLE);//啟動(dòng)USART1}//重定向fputc()函數(shù)，將字符ch打印到串口1（需要勾選了Target->UseMicroLib選項(xiàng)）intfputc(intch,FILE*f){if(ch=='\n’){while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);USART_SendData(USART1,'\r’);}while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);USART_SendData(USART1,ch);returnch;}練習(xí)題8-1.DMA的英文全稱是什么？8-2.DMA技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？8-3.簡(jiǎn)述DMA的工作過(guò)程。8-4.STM32有幾個(gè)DMA控制器？各自有多少DMA請(qǐng)求通道？8-5.寫出使能DMA1時(shí)鐘的函數(shù)。8-6.每個(gè)通道都有3個(gè)事件標(biāo)志，分別是什么？8-7.解釋結(jié)構(gòu)體DMA_InitTypeDef中各成員變量的含義。練習(xí)題8-7.解釋結(jié)構(gòu)體DMA_InitT