10.stm32 DMA直接储存器存取

最新推荐文章于 2024-10-09 20:17:32 发布

轩宇

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机 proteus

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2302_77329619/article/details/134913827

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上节学习了stm32的ADC数模转换器，由于ADC规则组多通道转换时，只能读取到最后一个通道的数据，因此ADC的多通道转换天生适合DMA模式，当处理单片机外设数据时，通常的流程是CPU先将外设产生的大量数据加载到存储器中，然后CPU再从存储器中读取并处理数据。按照这种处理方式，外设和存储器之间的数据传输是通过CPU执行一段程序来实现的，但是当外设产生的数据量比较大的时候，就会大幅降低CPU的执行效率。为了解决这个问题，工程师们设计出一项不需要CPU执行，便可以直接控制数据在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间传输的技术，称之为DMA。

1.DMA原理

DMA是一个数据转运小助手，用来协助CPU完成数据转运工作（可以直接访问STM32内部储存器，包括内存SRAM，Flash）

DMA可以提供外设和储存器或者，储存器和储存器之间的高速数据传输，无需CPU干预，节省了CPU资源。

12和独立可配置通道：DMA1(七个通道)，DMA2（五个通道）

2.DMA基本结构图

3.DMA请求

当外设需要传输数据时，外设向DMA发送DMA请求，DMA控制器会先回应一个应答信号。当获取到DMA的应答信号时，外设立即释放它的请求，如果有更多请求时，外设可以启动下一个周期，DMA传输通常作用在数据量较大的外设到存储器、存储器到外设以及存储器到存储器中，比如ADC、SPI、外部SRAM、定时器等设备，每个外设都有对应的DMA传输通道。

4.数据转运+DMA

将DataA转到DataB，外设地址给DataA数组地址，存储器地址给DataB的首地址，宽度按八位字节传输，两地址都自增，传输计数器给7，无需自动重装，使用软件触发，调用DMA-CMd（）

5.DMA数据转运程序

接线图如下

main.c

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyDMA.h"

uint8_t DataA[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};//源端数组
uint8_t DataB[] = {0, 0, 0, 0};//目的数组

int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	MyDMA_Init((uint32_t)DataA, (uint32_t)DataB, 4);
	
	OLED_ShowString(1, 1, "DataA");
	OLED_ShowString(3, 1, "DataB");
	OLED_ShowHexNum(1, 8, (uint32_t)DataA, 8);
	OLED_ShowHexNum(3, 8, (uint32_t)DataB, 8);
		
	while (1)
	{
		DataA[0] ++;
		DataA[1] ++;
		DataA[2] ++;
		DataA[3] ++;
		
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);
		
		Delay_ms(1000);
		
		MyDMA_Transfer();
		
		OLED_ShowHexNum(2, 1, DataA[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 4, DataA[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 7, DataA[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(2, 10, DataA[3], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, DataB[0], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 4, DataB[1], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 7, DataB[2], 2);
		OLED_ShowHexNum(4, 10, DataB[3], 2);

		Delay_ms(1000);
	}
}

myDMA.c

#include "stm32f10x.h"                  

uint16_t MyDMA_Size;

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size)
{
	MyDMA_Size = Size;
	
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);//DMA1在AHB总线下
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = AddrA;//起始地址
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;//是否自增
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = AddrB;//此处地址不是固定的，通过动态读取变量的地址值
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//指定外设站点是目的地还是源地址，Peripheral=外设站点。DST=destination目的地，SRC源地址
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;//缓冲区大小=传输计数器
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;//是否自动重装
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;//m2m输出1开启软件触发
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;//转运的优先级
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);//选择DMA1的通道1，软件触发任意通道都行
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);//先失能，调用MyDMA_Transfer才开始转运
}

//ADC单次转换需要写代码去触发ADC开始，DMA单次模式，需要开关控制器以写入传输计数器
//ADC循环转换只需要在初始化的时候开启一次，DMA循环模式，不需要开关控制器以写入传输计数器
void MyDMA_Transfer(void)
{
	//写传输计数器时，必须先关闭开关控制
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size);//给传输计数器写数据
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	
	while (DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);//等待转运完成，参数DMA1_FLAG_TC1是转运完成标志位
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}

myDMA.h

#ifndef __MYDMA_H
#define __MYDMA_H

void MyDMA_Init(uint32_t AddrA, uint32_t AddrB, uint16_t Size);
void MyDMA_Transfer(void);

#endif

6.AD多通道+DMA

采用ADC的扫描模式+DMA数据转运

选择ADC转换模式：连续转换，扫描模式。
初始化ADC。
初始化DMA。
使能DMA。
设置DMA触发方式为：ADC硬件触发。
使能ADC。
ADC校准。

接线图如下

main.c

#include "stm32f10x.h"             
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();
	AD_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "AD0:");
	OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");
	OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");
	OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");
	
	while (1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 5, AD_Value[0], 4);
		OLED_ShowNum(2, 5, AD_Value[1], 4);
		OLED_ShowNum(3, 5, AD_Value[2], 4);
		OLED_ShowNum(4, 5, AD_Value[3], 4);
		
		Delay_ms(100);
	}
}

AD.c

#include "stm32f10x.h"                 

uint16_t AD_Value[4];//定义在SRAM里面的变量	

void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	//配置通道与序列
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_55Cycles5);
		
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;//连续扫描，只要一次触发
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//扫描模式
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 4;//扫描通道个数
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//半字传输
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)AD_Value;//如果变量为地址值，需要强制转化为uint32_t
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 4;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//循环模式
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//硬件触发
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);//ADC1的硬件触发只能是DMA1通道上
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);//硬件触发需要打开通道
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启ADC到DMA的输出
	//固定校准
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}

AD.h

#ifndef __AD_H
#define __AD_H

extern uint16_t AD_Value[4];

void AD_Init(void);

#endif