stm32 文件系统dma大小_STM32 DMA使用详解

最新推荐文章于 2025-05-12 01:57:40 发布

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文章标签： stm32 文件系统dma大小

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本文介绍了STM32的DMA(Direct Memory Access)工作原理，说明了它如何减轻CPU负担，实现数据的直接传输。STM32的DMA不会影响CPU运行速度，拥有12个独立通道，支持多种传输类型。文章详细阐述了STM32 DMA的结构、特性、工作特点，并提供了内存到内存模式的传输配置示例。

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一、DMA简介

1、DMA简介

DMA(Direct Memory Access：直接内存存取)是一种可以大大减轻CPU工作量的数据转移方式。

CPU有转移数据、计算、控制程序转移等很多功能，但其实转移数据(尤其是转移大量数据)是可以不需要CPU参与。比如希望外设A的数据拷贝到外设B，只要给两种外设提供一条数据通路，再加上一些控制转移的部件就可以完成数据的拷贝。

DMA就是基于以上设想设计的，它的作用就是解决大量数据转移过度消耗CPU资源的问题。有了DMA使CPU更专注于更加实用的操作--计算、控制等。

2、DMA的工作原理

DMA的作用就是实现数据的直接传输，而去掉了传统数据传输需要CPU寄存器参与的环节，主要涉及四种情况的数据传输，但本质上是一样的，都是从内存的某一区域传输到内存的另一区域(外设的数据寄存器本质上就是内存的一个存储单元)。四种情况的数据传输如下：

外设到内存

内存到外设

内存到内存

外设到外设

当用户将参数设置好，主要涉及源地址、目标地址、传输数据量这三个，DMA控制器就会启动数据传输，传输的终点就是剩余传输数据量为0(循环传输不是这样的)。换句话说只要剩余传输数据量不是0，而且DMA是启动状态，那么就会发生数据传输。

3、DMA是否影响CPU的运行

在X86架构系统中，当DMA运作时(假设我们从磁盘拷贝一个文件到U盘)，DMA实际上会占用系统总线周期中的一部分时间。也就是说，在DMA未开启前，系统总线可能完全被CPU使用；当DMA开启后，系统总线要为DMA分配一定的时间，以保证DMA和CPU同时运作。那么显然，DMA会降低CPU的运行速度。

在STM32控制器中，芯片采用Cortex-M3架构，总线结构有了很大的优化，DMA占用另外的总线，并不会与CPU的系统总线发生冲突。也就是说，DMA的使用不会影响CPU的运行速度。

二、STM32的DMA结构

1、DMA的主要特性

● 12个独立的可配置的通道(请求)DMA1有7个通道，DMA2 有5个通道

● 每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求，每个通道都同样支持软件触发。这些功能通过

软件来配置。

● 在七个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级：很高、高、中等和低)，假如在相

等优先权时由硬件决定(请求0优先于请求1，依此类推) 。

● 独立的源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字)，模拟打包和拆包的过程。源和目标

地址必须按数据传输宽度对齐。

● 支持循环的缓冲器管理

● 每个通道都有3个事件标志(DMA 半传输，DMA传输完成和DMA传输出错)，这3个事件标志

逻辑或成为一个单独的中断请求。

● 存储器和存储器间的传输

● 外设和存储器，存储器和外设的传输

● 闪存、SRAM 、外设的SRAM 、APB1 APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标。

● 可编程的数据传输数目：最大为65536

下面为功能框图：

2、两个DMA控制器结构

① DMA1 controller

② DMA2 controller

3、DMA寄存器列表

① 中断类

DMA_ISR：　　DMA中断状态寄存器

DMA_IFCR:　　DMA中断标志位清除寄存器

说明：　　DMA1、DMA2分别有一组寄存器。

② 控制传输类

DMA_CCRx:　　　DMA通道x配置寄存器

DMA_CNDTRx:　 DMA通道x数据数量寄存器

DMA_CPARx:　　 DMA通道x外设地址寄存器

DMA_CMARx:　　DMA通道x内存地址寄存器

说明：

1> 每一个通道都有一组寄存器。

2> DMA_CPARx、DMA_CMARx是没有差别的，它们都可以存放外设的地址、内存的地址。DMA_CPARx、DMA_CMARx只不过起得名字有差别而已。

4、STM32的DMA工作特点

① DMA进行数据传输的必要条件

剩余传输数据量大于0

DMA通道传输使能

通道上DMA数据传输有事件请求

前两者都好理解，对于第三点确实需要详细的解释，请看下边的三条。

② 外设到XX方向的传输

假设是ADC到存储器的数据传输，显然ADC的DMA传输的源地址是ADC的数据寄存器。并不是说只要DMA通道传输使能后，就立即进行数据传输。只有当一次ADC转化完成，ADC的DMA通道的传输事件有效，DMA才会从ADC的数据寄存器读出数据，写入目的地址。当DMA在读取ADC的数据寄存器时，同时使ADC的DMA通道传输事件无效。显然，要等到下一次ADC转换完成后，才能启动再一次的数据传输。

③存储器对XX的DMA传输

因为数据是准备好的，不像ADC还需要等待数据到位。所以，不需要对应通道的事件。只要使能DMA数据传输就一直传输，直到达到设定的传输量。

example:

1.内存到内存

DMA传输请求一直有效

2.内存到串口

DMA传输请求一直有效

一种解释：

存储器对存储器的置位，就相当于相应通道的事件有效。对应通道的事件有效和存储器对存储器的置位，就是传输的触发位。每次传输的事件置位一次，完成一次传输。如果是由外设引发的DMA传输，则传输完成后，相应传输事件会置为无效，而存储器对存储器的传输，则一次传输完成后，相应事件一直有效，直至完成设定的传输量。

④外设以DMA方式工作时，能否再以软件方式进行操作？

有一点是肯定的，当外设以DMA方式正在数据传输时，不可能再相应CPU的软件控制命令，否则这不符合逻辑。

但是，倘若外设仅仅配置成DMA工作方式，但是DMA请求并未产生，数据传输并没有进行。此时，软件控制命令仍然能够对外设进行控制。这是笔者在串口以DMA方式发送数据情形下，所得到的测试结论。

三、STM32的DMA软件编程

1、“内存到内存”模式传输

①初始化配置

uint8_t SendBuff[SENDBUFF_SIZE];

uint8_t ReceiveBuff[RXBUFF_SIZE];/**

* @brief USART1 TX DMA 配置，内存到内存

* @param 无

* @retval 无*/

void DMA_Mem2Mem_Config(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;/*开启DMA时钟*/RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);/*设置DMA源地址*/DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)SendBuff;/*设置DMA目的地址*/DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=(uint32_t)ReceiveBuff;/*方向：从内存SendBuff到内存ReceiveBuff*/DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;/*传输大小DMA_BufferSize=SENDBUFF_SIZE*/DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=SENDBUFF_SIZE;/*ReceiveBuff地址自增*/DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Enable;/*SENDBUFF_SIZE地址自增*/DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;/*ReceiveBuff数据单位*/DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;/*SENDBUFF_SIZE数据单位*/DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;/*DMA模式：正常模式*/DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal ;/*优先级：中*/DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_Medium;/*使能内存到内存的传输*/DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Enable;/*配置DMA1的4通道*/DMA_Init(DMA1_Channel4,&DMA_InitStructure);/*失能DMA1的4通道，一旦使能就开始传输*/DMA_Cmd (DMA1_Channel4,DISABLE);

}

②DMA中断配置

/**

* @brief DMA 中断配置

* @param 无

* @retval 无*/

void DMA_NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;/*配置中断源*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel4_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority= 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;