一、DMA

1.DMA简介

        DMA（Direct Memory Access）直接存储器存取

        DMA可以提供外设（外设寄存器，一般是外设数据寄存器DR，例如ADC的数据寄存器，串口的数据寄存器）和存储器（运行内存SARM和程序存储器FLASH，存储变量数组和程序代码的地方）或者存储器和存储器之间的高速数据传输，无须CPU干预，节省了CPU的资源

        STM32具有12个独立可配置的通道（数据转运的路径）： DMA1（7个通道）， DMA2（5个通道）

        每个通道都支持软件触发（存储器和存储器）和特定的硬件触发（外设和存储器）。

        STM32F103C8T6 DMA资源：DMA1（7个通道）

2.存储器映像

        ROM——只读存储器，非易失性，掉电不丢失的存储器

        RAM——随机存储器，易失性，掉电丢失的存储器

 3.DMA框图

 

        左上角为Cortex-M3内核，里面包含了CPU和内核外设，剩下的全是存储器，Flash是主闪存，SARM是运行内存，各个外设都可以看成是寄存器，也是一种SARM存储器。

        为了高效有条理地访问存储器，设计了一个总线矩阵，总线矩阵的左端，是主动单元，也就是拥有存储器的访问权。内核有DCode和系统总线，可以访问右边的存储器，其中DCode总线专门访问Flash，系统总线是访问其他东西的。此外由于DMA要转运数据，所以DMA也拥有存储器的访问权，由于DMA1有7个通道，但是DMA总线只有一个，所以当多个通道需要同时转运数据时，需要经过仲裁器，进行优先级分组，如果DMA和CPU都要访问同一个目标，那么DMA会暂停CPU的访问，以防止冲突。DMA自身的的寄存器——AHB从设备（配置DMA参数），DMA作为一个外设，自己也会有相应的配置寄存器，这里连接到了总线右边的AHB总线上，所以DMA，既是总线矩阵的主动单元，可以读写各种存储器，也是AHB总线上的被动单元，从CPU到AHB从设备的线路，就可以对DMA进行配置。DMA请求就是DMA的硬件触发源。CPU还是DMA对Flash都是可读不可写的状态。

        右边是被动单元，它们的存储器只能被左边的主动单元读写。

4.DMA基本结构

        外设寄存器和Flash以及SRAM为数据转运的两大站点，左边是外设寄储器站点，右边是存储器站点，包括Flash以及SRAM。外设和存储器都有三个参数，第一个参数：起始地址，有外设端的起始地址和存储器端的起始地址，决定数据从哪来到哪去，第二个参数：数据宽度，指定一次转运要按多大的数据宽度来进行，可以选择字节Byte（8位），半字节HalfWod（16位）和字节Word（32位）。第三个参数：地址是否自增，指定一次转运完成后，下一次转运，是不是要把地址移动到下一个位置去。

        下面有传输计数器用来指定总共需要转运几次，是一个自减计数器。右边有自动重装器，也就是说当传输寄存器减到0后，是否要自动恢复到最初的值，决定转运的模式（单次模式或循环模式）。

        最下面为DMA触发控制，触发源有硬件触发和软件触发，具体选择哪个由M2M参数决定，当M2M为1时，DMA选择软件触发（以最快的速度，连续不断的触发DMA，以最快速度把传输计数器清零，完成转换，不能与循环模式连续用，适合存储器到存储器的转运），当M2M为0时，DMA选择硬件触发。

        最后为开关控制，也就是DMA_Cmd,当给DMA使能后，DMA准备就绪，可以进行转运。

5.数据宽度与对齐

        将小的数据转到大的里面去，高位补0，将大的数据转到小的里面去，高位舍弃。

二、DMA库函数介绍

void DMA_DeInit(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

作用：恢复缺省配置

void DMA_Init(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);

作用：初始化

void DMA_StructInit(DMA_InitTypeDef* DMA_InitStruct);

作用：结构体初始化

void DMA_Cmd(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, FunctionalState NewState);

作用：使能

void DMA_ITConfig(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint32_t DMA_IT, FunctionalState NewState);

作用：中断输出使能

void DMA_SetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx, uint16_t DataNumber);

作用：给传输计数器写数据

uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

作用：返回传输计数器的值

FlagStatus DMA_GetFlagStatus(uint32_t DMAy_FLAG);

作用：获取标志位状态

void DMA_ClearFlag(uint32_t DMAy_FLAG);

作用：清除标志位

ITStatus DMA_GetITStatus(uint32_t DMAy_IT);

作用：获取中断状态

void DMA_ClearITPendingBit(uint32_t DMAy_IT);

作用：清除中断挂起位

三、DMA代码介绍

1.DMA数据转运——使用DMA进行存储器到存储器的数据转运（将一个数组里的数据，复制到另一个数组里）

初始化DMA步骤：

①RCC开启DMA时钟

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

②调用DMA_Init，初始化各个参数

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

（外设站点三个参数）

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADDr;将函数参数1改为uint32_t ADDrA;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;

//存储器站点三个参数

// 起始地址

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = ADDrB;将函数参数2改为uint32_t ADDrB

//存储器站点数据宽度

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;

// 存储器站点地址是否自增

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size; //参数：将函数参数3改为uint16_t Size;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  

参数：外设站点时源端还是目的地

DMA_DIR_PeripheralDST——目的地

DMA_DIR_PeripheralSRC——源端

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;  

参数：触发方式（硬件触发还是软件）

 DMA_M2M_Enable——软件触发

 DMA_M2M_Disable——硬件触发

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  

参数：工作模式（是否采用自动重装）

DMA_Mode_Circular——循环模式

DMA_Mode_Normal——单次模式

DMA_InitStructure.DMA_Priority =DMA_Priority_Medium;   //优先级

DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

③开关控制，DMA_Cmd

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

DMA转运需要三个基本的元素，（1）DMA_Cmd使能（2）传输计数器必须大于0 （3）触发方式选择——必须有触发源

 这里有三个模块首先是MyDMA.c进行DMA初始化，以及专门的DMA传输函数。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

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);
	
	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADDrA;	// 外设站点基地址
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //外设站点的传输宽度
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;  // 外设站点的地址自增
	
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = ADDrB;  // 存储器站点起始地址
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;  // 存储器站点数据宽度
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  // 存储器站点地址是否自增
	DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  // 传输方向
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = Size;  // 传输计数器
	DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;  // 触发方式
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  // 自动重装
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
	DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
	
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
}

void MyDMA_Transfor(void)            // DMA传输函数，改变传输计数器的值
{
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel1, MyDMA_Size);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
	
	while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1) == RESET);
	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#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_Transfor();
		
		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);
	}	
}

        运行，下载后就可以在显示屏看到，第一行显示DataA 后面跟地址，第二行显示DataA的每一位每隔一秒+1，第三行显示DataB后面跟地址，第四行显示DataB的每一位收到DMA转运每隔一秒+1。

        其实CMD的一个主要作用在CMD与AD多通道结合，这一部分代码在下一篇进行深刻学习。

四、总结

        DMA（直接内存访问）是嵌入式系统中无需CPU干预，让外设与内存（或内存间）直接传输数据的技术，能显著减轻CPU负担、提升传输效率，适用于高频大数据场景（如ADC采样、通信传输等）。

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