STM32实验非正式报告之DMA

前言

DMA即直接内存存取。我理解它就是一个“交通部长”抑或是一个“搬运工”，协助CPU存储或读取数据。既然它的主要工作就是“搬运”数据，服务对象自然就是内存（不太严格的说法吧，STM32中Flash闪存也可成为DMA的服务对象）。

问题1   DMA传输数量寄存器DMA_CNDTRx的含义

描述

在中文版本参考手册里，寄存器DMA_CNDTRx有如下解释：

对于“指示待传输字节数目”的解释，我有些疑惑，因为在参考手册DMA主要特性中又是这么说的：可编程的数据传输数目：最大为65535.同样的，我在英文版本参考手册里也看到如下：

所以寄存器DMA_CNDTRx的内容是代表哪个意义，待传输字节数目还是待传输单位数目？

实验

设计DMA从内存搬运数据到内存，数据为u16类型，往DMA_CNDTRx里写入4. 即

u16 srcTable[TABLE_LENGTH] = {0x1234,0x2345,0x3456,0x4567};作为源数据

u16 dstTable[TABLE_LENGTH] = {0};作为目的

可以想象，如果4代表的是4个字节，则只能搬移0x1234,0x2345；否则，全部数据都被复制过去了。

 #include "STM32f10x_lib.h"
 #include "stdio.h"

 void RCC_Configuration(void);
 void GPIO_Configuration(void);
 void USART_Configuration(void);
 void DMA_Configuration(void);

 #define TABLE_LENGTH 4
 u16 srcTable[TABLE_LENGTH] = {0x1234,0x2345,0x3456,0x4567};
 u16 dstTable[TABLE_LENGTH] = {};

 int main(void)
 {
     RCC_Configuration();
     GPIO_Configuration();
     USART_Configuration();
     printf("before:0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\r\n",dstTable[],dstTable[],dstTable[],dstTable[]);
   DMA_Configuration();
     while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC5) == RESET);
   printf("after:0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\r\n",dstTable[],dstTable[],dstTable[],dstTable[]);
     while();
 }

 /*RCC*/
 void RCC_Configuration(void)
 {
     ErrorStatus HSEStartUpStatus;
     /*默认状态*/
     RCC_DeInit();
     /*HSE使能并等待起震*/
     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
     HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
     /*HSE外部高速晶振启动成功*/
     if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
     {
         /*配置HCLK，PCLK1，PCLK2分频*/
         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
         /**/
         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
         /*配置PLL*/
         RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);
         RCC_PLLCmd(ENABLE);
         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
         /*选择SYSCLK时钟源为PLL*/
         RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
         while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
     }
     /*使能外设时钟*/
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE);
     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
 }
 /*GPIO*/
 void GPIO_Configuration(void)
 {
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
     /*USART1*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;/*USART1 TXD*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;/*USART1 RXD*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
 }
 /*USART*/
 void USART_Configuration(void)
 {
     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

     USART_InitStructure.USART_BaudRate = ;
     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
     USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
     USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
     USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
     USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);    

     USART_Cmd(USART1,ENABLE);
 }
 int fputc(int ch, FILE *f)
 {
     USART_SendData(USART1,(u8)ch);
     while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);
     return ch;
 }

 /*DMA*/
 void DMA_Configuration(void)
 {
     DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)srcTable;
   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)dstTable;
   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC ;
   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ;
   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable  ;
   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_VeryHigh ;
   DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable ;
     DMA_Init(DMA1_Channel5,&DMA_InitStructure);

     DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);
 }

软件仿真结果显示，全部数据都被复制过去了

结论

参考手册对DMA_CNDTRx寄存器描述有误，其代表的是待传输单位（依赖于配置寄存器的设置，字节、半字、字）数目。

问题2   DMA的外设请求信号

描述

在DMA请求映像中，固定的几个外设的请求映像，通过或门连接到一个逻辑选择器中，选择器的输入另外还连接着软件可控的MEM2MEM位。此外逻辑选择器有一个EN使能信号。选择器出来就是DMA各个通道的请求。如下图所示。

试想，如果DMA1通道5由USART1_RX产生请求信号，然后DMA将内存上的数据搬移到内存上另外一个地方，这是否可行？

实验

将上一个实验的请求由软件触发换成USART1_RX。

u16 srcTable[TABLE_LENGTH] = {0x1234,0x2345,0x3456,0x4567};

u16 dstTable[TABLE_LENGTH] = {0};

如果可行，dstTable将变成srcTable中的值。

 #include "STM32f10x_lib.h"
 #include "stdio.h"

 void RCC_Configuration(void);
 void GPIO_Configuration(void);
 void USART_Configuration(void);
 void DMA_Configuration(void);

 #define TABLE_LENGTH 4
 u16 srcTable[TABLE_LENGTH] = {0x1234,0x2345,0x3456,0x4567};
 u16 dstTable[TABLE_LENGTH] = {};

 int main(void)
 {
     RCC_Configuration();
     GPIO_Configuration();
     USART_Configuration();
     printf("before:0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\r\n",dstTable[],dstTable[],dstTable[],dstTable[]);
   DMA_Configuration();
     while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC5) == RESET);
     printf("%d\r\n",DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_GL1));
   printf("after:0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\r\n",dstTable[],dstTable[],dstTable[],dstTable[]);
     while();
 }

 /*RCC*/
 void RCC_Configuration(void)
 {
     ErrorStatus HSEStartUpStatus;
     /*默认状态*/
     RCC_DeInit();
     /*HSE使能并等待起震*/
     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
     HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
     /*HSE外部高速晶振启动成功*/
     if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
     {
         /*配置HCLK，PCLK1，PCLK2分频*/
         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
         /**/
         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
         /*配置PLL*/
         RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);
         RCC_PLLCmd(ENABLE);
         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
         /*选择SYSCLK时钟源为PLL*/
         RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
         while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
     }
     /*使能外设时钟*/
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE);
     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
 }
 /*GPIO*/
 void GPIO_Configuration(void)
 {
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
     /*USART1*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;/*USART1 TXD*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;/*USART1 RXD*/
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
 }
 /*USART*/
 void USART_Configuration(void)
 {
     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

     USART_InitStructure.USART_BaudRate = ;
     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
     USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
     USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
     USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
     USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
 /*使能了USART1_RX的DMA请求*/
     USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);

     USART_Cmd(USART1,ENABLE);
 }
 int fputc(int ch, FILE *f)
 {
     USART_SendData(USART1,(u8)ch);
     while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);
     return ch;
 }

 /*DMA*/
 void DMA_Configuration(void)
 {
     DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)srcTable;
   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)dstTable;
   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC ;
   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ;
   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable  ;
   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_VeryHigh ;
   DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable ;
     DMA_Init(DMA1_Channel5,&DMA_InitStructure);

     DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);
 }

串口调试助手显示搬运前的dstTable中值全为0.在串口发送任意字符后，打印出了搬运后的数值，与srcTable中无异。

结论

由这个实验现象：DMA1通道5由USART1_RX产生请求信号，使DMA在内存上搬移数据。推广出来，该通道上其它请求信号也可以启动数据的传输。

后记

值得一提的是，DMA不仅支持内存上的数据传输，还支持外设之间，外设到内存，内存到外设的数据传输。说白了，外设、RAM、ROM都是依靠地址寻址的，对DMA来说，无所谓外设或内存，只认地址。如果你设置了ADC作为请求信号，来启动串口数据到内存的传输，而不是将ADC采样数据存放进内存。这也可行，但对我们来说，没有什么意义。