嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論（第2版）-教學(xué)課件 嵌入式導(dǎo)論08

嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論主講教師：第8章STM32的DMA接口本章內(nèi)容提要8.1DMA控制器8.2DMA應(yīng)用示例：USART接口的DMA傳輸8.3DMA、USART和GPIO的綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送方式程序查詢傳送中斷傳送DMA傳送8.1DMA控制器DMA傳送希望克服程序控制傳送的不足：外設(shè)→CPU→存儲(chǔ)器外設(shè)←CPU←存儲(chǔ)器直接存儲(chǔ)器存取DMA：外設(shè)→存儲(chǔ)器外設(shè)←存儲(chǔ)器CPU釋放總線，由DMA控制器管理查詢要等，中斷太煩，來(lái)個(gè)直接的DMA傳送過(guò)程1）DMA預(yù)處理2）DMA請(qǐng)求和應(yīng)答3）DMA傳送DMA讀：存儲(chǔ)器→外設(shè)DMA寫：存儲(chǔ)器←外設(shè)4）增減地址和計(jì)數(shù)，判斷傳送是否完成STM32的DMA控制器直接存儲(chǔ)器存取DMA(DirectMemoryAccess)利用系統(tǒng)總線直接在外設(shè)與存儲(chǔ)器之間進(jìn)行 大量和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒⊿TM32設(shè)計(jì)有2個(gè)DMA控制器單元DMA1單元，支持7個(gè)DMA通道DMA2單元，支持5個(gè)DMA通道具有多達(dá)12個(gè)獨(dú)立的可配置DMA通道支持存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器、外設(shè)到存儲(chǔ)器、 存儲(chǔ)器到外設(shè)和外設(shè)到外設(shè)的自動(dòng)傳輸每個(gè)通道都支持軟件觸發(fā)DMA框圖DMA1各通道的請(qǐng)求外設(shè)通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7ADC1ADC1SPI/I2SSPI1_RXSPI1_TXSPI/I2S2_RXSPI/I2S2_TXUSARTUSART3_TXUSART3_RXUSART1_TXUSART1_RXUSART2_RXUSART2_TXI2CI2C2_TXI2C2_RXI2C1_TXI2C1_RXTIM1TIM1_CH1TIM1_CH4TIM1_TRIGTIM1_COMTIM1_UPTIM1_CH3TIM2TIM2_CH3TIM2_UPTIM2_CH1TIM2_CH2TIM2_CH4TIM3TIM3_CH3TIM3_CH3TIM3_UPTIM3_CH1TIM3_TRIGTIM4TIM4_CH1TIM4_CH2TIM4_CH3TIM4_UPDMA1各條通道連接的外設(shè)參考手冊(cè)STM32主要外設(shè)都支持DMADMA2各通道的請(qǐng)求外設(shè)通道1通道2通道3通道4通道5ADC3ADC3SPI/I2S3SPI/I2S3_RXSPI/I2S3_TXUART4UART4_RXUART4_TXSDIOSDIOTIM5TIM1_CH1TIM1_CH4TIM1_TRIGTIM1_COMTIM1_UPTIM6/DAC_Channel1TIM6_UP/DAC_Channel1TIM7TIM7_UP/DAC_Channel2TIM8TIM8_CH3TIM8_UPTIM8_CH4TIM8_TRIGTIM8_COMTIM8_CH1TIM8_CH2DMA2各條通道連接的外設(shè)DMA通道的優(yōu)先級(jí)和中斷每個(gè)DMA通道可以由應(yīng)用程序賦予4個(gè)優(yōu)先級(jí)之一（很高、高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)）在仲裁階段，高優(yōu)先級(jí)的通道優(yōu)先獲得總線響應(yīng)相同優(yōu)先級(jí)時(shí)，通道號(hào)小的通道優(yōu)先獲得總線響應(yīng)每個(gè)DMA通道都可以在3個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生中斷請(qǐng)求DMA傳輸過(guò)半HTIFDMA傳輸完成TCIFDMA傳輸錯(cuò)誤TEIF每個(gè)DMA通道都有自己的中斷向量（除大容量產(chǎn)品中，DMA2通道4和DMA2通道5的中斷被映射在同一個(gè)中斷向量上）DMA通道的寄存器每個(gè)DMA通道由4個(gè)寄存器控制配置寄存器CCR定義DMA傳輸?shù)奶匦詡鬏敂?shù)量寄存器CNDTR保存?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)個(gè)數(shù)外設(shè)地址寄存器CPAR保存外設(shè)的地址存儲(chǔ)器地址寄存器CMAR保存存儲(chǔ)器的地址中斷操作由兩個(gè)中斷寄存器控制中斷狀態(tài)寄存器ISR中斷標(biāo)志清除寄存器IFCR參考手冊(cè)DMA寄存器寄存器縮寫寄存器中文名稱DMA_CCR配置寄存器DMA_CNDTR傳輸數(shù)量寄存器DMA_CPAR外設(shè)地址寄存器DMA_CMAR存儲(chǔ)器地址寄存器DMA_ISR中斷狀態(tài)寄存器DMA_IFCR中斷標(biāo)志清除寄存器8.2DMA應(yīng)用示例：USART接口的DMA傳輸【例8-1】將主存一個(gè)數(shù)據(jù)塊采用DMA方式傳輸?shù)経SART1發(fā)送接口（TX）DMA傳輸前，讓所有LED燈滅DMA傳輸中，處理器繼續(xù)執(zhí)行程序讓LED1燈亮DMA傳輸后，產(chǎn)生中斷讓LED2燈亮將USART1端口連接PC機(jī)串口，重定向在PC機(jī)遠(yuǎn)程終端程序中顯示傳輸結(jié)果使用DMA方式進(jìn)行USART1發(fā)送屬于DMA1單元的通道4（USART1_TX）DMA傳輸?shù)拈_發(fā)方法使用DMA傳輸之前，需要進(jìn)行DMA初始化配置（1）開啟DMA時(shí)鐘：RCC_AHBPeriphClockCmd函數(shù)（2）如果使用中斷，進(jìn)行DMA的NVIC配置（3）DMA傳輸?shù)膮?shù)配置：DMA_Init函數(shù)（4）允許DMA傳輸：DMA_Cmd函數(shù)（5）如果使用中斷，設(shè)置DMA傳輸何時(shí)產(chǎn)生中斷：

DMA_ITConfig函數(shù)當(dāng)進(jìn)行DMA傳輸時(shí)，需要進(jìn)行DMA請(qǐng)求例如,USART使用USART_DMACmd函數(shù)開始DMA傳輸后，處理器可以繼續(xù)執(zhí)行程序啟動(dòng)DMA單元時(shí)鐘使用STM32庫(kù)函數(shù)

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMAx,ENABLE);DMAx是DMA1或DMA2直接寄存器編程通過(guò)允許RCC單元的AHB時(shí)鐘寄存器實(shí)現(xiàn)

RCC->AHBENR|=0x000000001; //允許DMA時(shí)鐘DMA初始化DMA初始化函數(shù)

voidDMA_Init(DMA_Channel_TypeDef*DMAy_Channelx,DMA_InitTypeDef*DMA_InitStruct)按照DMA_InitStruct結(jié)構(gòu)變量初始化DMAy通道x（y=1、2，x=1～12）DMA_InitStruct是指向DMA_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體的指針，包含對(duì)DMA通道的配置信息幫助文檔DMA初始化結(jié)構(gòu)類型DMA_InitTypeDeftypedef

struct{uint32_tDMA_PeripheralBaseAddr; /*外設(shè)基地址*/uint32_tDMA_MemoryBaseAddr;/*存儲(chǔ)器基地址*/uint32_tDMA_DIR; /*傳輸方向：外設(shè)是源還是目的*/uint32_tDMA_BufferSize; /*緩沖區(qū)大小*/uint32_tDMA_PeripheralInc; /*外設(shè)地址是否增量*/uint32_tDMA_MemoryInc; /*存儲(chǔ)器地址是否增量*/uint32_tDMA_PeripheralDataSize; /*外設(shè)數(shù)據(jù)寬度*/uint32_tDMA_MemoryDataSize; /*存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寬度*/uint32_tDMA_Mode;

/*操作模式*/

uint32_tDMA_Priority; /*軟件優(yōu)先級(jí)*/uint32_tDMA_M2M; /*是否存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳輸*/}DMA_InitTypeDef;DMA_InitTypeDef成員-1成員1：DMA_PeripheralBaseAddr，外設(shè)基地址本例的外設(shè)是USART1數(shù)據(jù)寄存器（USART1_DR）需要用戶定義給出這個(gè)地址（STM32庫(kù)沒(méi)有定義）成員2：DMA_MemoryBaseAddr，存儲(chǔ)器基地址通常是用戶程序定義的主存緩沖區(qū)首地址成員3：DMA_DIR，傳輸方向選擇外設(shè)是源（DMA_DIR_PeripheralSRC）還是目的（DMA_DIR_PeripheralDST）成員4：DMA_BufferSize，緩沖區(qū)大小傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（直接給出數(shù)值）單位是成員7給出的DMA_PeripheralDataSizeDMA_InitTypeDef成員-2成員5：DMA_PeripheralInc，外設(shè)地址增量允許（DMA_PeripheralInc_Enable）禁止（DMA_PeripheralInc_Disable）成員6：DMA_MemoryInc，存儲(chǔ)器地址增量允許（DMA_MemoryInc_Enable）禁止（DMA_MemoryInc_Disable）成員7：DMA_PeripheralDataSize，外設(shè)數(shù)據(jù)寬度字節(jié)（DMA_PeripheralDataSize_Byte）半字（DMA_PeripheralDataSize_HalfWord）字（DMA_PeripheralDataSize_Word）DMA_InitTypeDef成員-3成員8：DMA_MemoryDataSize，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寬度字節(jié)（DMA_MemoryDataSize_Byte）半字（DMA_MemoryDataSize_HalfWord）字（DMA_MemoryDataSize_Word）成員9：DMA_Mode，操作模式正常（DMA_Mode_Normal）：一次性傳輸循環(huán)（DMA_Mode_Circular）：自動(dòng)重復(fù)傳輸DMA_InitTypeDef成員-4成員10：DMA_Priority，軟件優(yōu)先級(jí)選擇通道的4個(gè)優(yōu)先級(jí)之一很高（DMA_Priority_VeryHigh）高級(jí)（DMA_Priority_High）中級(jí)（DMA_Priority_Medium）低級(jí)（DMA_Priority_Low）成員11：DMA_M2M，存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳輸允許（DMA_M2M_Enable）禁止（DMA_M2M_Disable）DMA初始化配置頭文件dma.h配置DMA傳輸?shù)耐庠O(shè)基地址（USART1數(shù)據(jù)寄存器DR）（DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr）STM32庫(kù)的頭文件沒(méi)有定義USART1_DR地址查閱STM32參考手冊(cè)USART1的起始地址（0x40013800）數(shù)據(jù)寄存器DR在USART的偏移量（0x04）相加得到USART1_DR地址（0x40013804）

#defineUSART1_DR_Base0x40013804#defineSENDBUF_SIZE0x4000 //緩沖區(qū)大小voidDMA1_Config(void);DMA配置源文件dma.c-1/*DMA的中斷配置函數(shù)*/voidNVIC_Config(void){NVIC_InitTypeDef

NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel4_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}DMA配置源文件dma.c-2//USART1進(jìn)行DMA傳送的初始化配置（含中斷配置）uint8_t

SendBuf[SENDBUF_SIZE];//發(fā)送緩沖區(qū)voidDMA1_Config(void){DMA_InitTypeDefDMA_InitStructure;

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE); NVIC_Config(); /*配置DMA中斷

*/

//設(shè)置DMA源：串口數(shù)據(jù)寄存器地址

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=USART1_DR_Base;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)SendBuf;/*內(nèi)存地址(要傳輸?shù)淖兞康闹羔?*/

DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;/*方向：從內(nèi)存到外設(shè)*/DMA配置源文件dma.c-3

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=SENDBUF_SIZE; /*傳輸大小*/

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable; /*外設(shè)地址不增*/

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;

/*內(nèi)存地址自增*/

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;

/*外設(shè)數(shù)據(jù)單位，字節(jié)*/

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;

/*內(nèi)存數(shù)據(jù)單位，字節(jié)*/

DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal; /*DMA模式：一次傳輸，不循環(huán)*/DMA配置源文件dma.c-4

DMA_InitStructure.DMA_Priority=MA_Priority_Medium; /*優(yōu)先級(jí)：中*/DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable; /*禁止內(nèi)存到內(nèi)存的傳輸 */

DMA_Init(DMA1_Channel4,&DMA_InitStructure);

/*配置DMA1的4通道*/

DMA_Cmd(DMA1_Channel4,ENABLE); /*允許DMA1的4通道進(jìn)行DMA傳輸

*/

DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE); /*設(shè)置DMA1的4通道DMA傳輸完成產(chǎn)生中斷*/}幫助文檔進(jìn)行DMA傳輸?shù)闹鞒绦騧ain.c-1int

main(void){ inti; USART1_Config();

//

USART1配置：1152008-N-1

DMA1_Config();

LED_Config();

LED_Off_all(); //LED燈全滅

for(i=0;i<SENDBUFF_SIZE;i++) {SendBuf[i]='A'; //填充緩沖區(qū)

}進(jìn)行DMA傳輸?shù)闹鞒绦騧ain.c-2

printf("\r\nDMA傳輸開始\r\n"); //USART1接口發(fā)出DMA請(qǐng)求

USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); LED_On(1); //點(diǎn)亮LED1燈

while(1) {