八、DMA
直接内存访问（DMA）是用来以提供外设和内存、内存和内存之间的高速数据传输的。数据可以在没有任何CPU干预下通过的DMA进行传输。这使得CPU资源更倾重与其他操作。
DMA控制器基于一个复杂的总线矩阵架构，结合了功能强大的双AHB主总线架构与独立的FIFO，以优化系统带宽。
两个DMA控制器共有16个数据流（stream），每个数据流可以编程与规定的通道中的一个搭配。
DMA的工作模式
1. 单次传输
2. 多次传输（burst）：把数据分成多次传输
DMA的工作模式
1. 循环模式：循环模式是可用来处理循环缓冲区和连续的数据流（如ADC扫描模式）。启此功能可以设置DMA_SxCR寄存器的CIRC位启用。
在循环模式，在burst方式下，它必须遵循下面的规则
DMA_SxNDTR 等于 ((Mburst beat) × (Msize)/(Psize))的整数倍。
2. 双缓冲模式：双缓冲模式通过设置在DMA_SxCR寄存器的DBM位启用。
双缓冲模式与单缓冲模式的区别在于它有两个地址，当栓缓冲模式被使能，循环模式会被自动使能，每次传输完成，内存地址将会被交换。当一个内存区域被DMA控制器使用时，另一个可供程序使用。
如果需要改变内存地址，需要遵循以下规则：
当DMA_SxCR 寄存器的CT 位为 0时，DMA_SxM1AR寄存器可以被改变
当DMA_SxCR 寄存器的CT 位为 1时，DMA_SxM0AR寄存器可以被改变
设置步骤：
1. 使能相关时钟。
2. 如果数据流已启用，通过重置在DMA_SxCR寄存器的EN位禁用它，然后读取该位，以确认有没有持续的数据流操作。向该位写0不会立即生效，因为它实际上是在全部转移完成时才被清除的。当EN位读为0，这意味着数据流是准备好，可以进行配置了。因此，任何数据流配置之前，有必要等待EN位被清除。在数据流重新启动前，前一次DMA传输中的状态寄存器（DMA_LISR and DMA_HISR）所有数据流专用的位应该被清除。
3. 在DMA_SxPAR寄存器中设置外设端口寄存器的地址。
4. 在DMA_SxMA0R寄存器中设置内存的地址（在双缓冲模式的情况下，还需在DMA_SxMA1R寄存器中设置内存的地址）。
5. 在DMA_SxNDTR寄存器中设置传输的数据总数，每个外设的事件或每次burst传输之后，这个值是将会递减。
6. 在DMA_SxCR寄存器使用CHSEL[2:0] 选择DMA通道。
7. 如果外设为流量控制器，它支持此功能，设置DMA_SxCR寄存器中PFCTRL的位。
8. 在DMA_SxCR寄存器的PL[1:0]位配置数据流优先级。
9. 配置FIFO（启用或禁用，发送和接收的阀值）。
10. 在DMA_SxCR寄存器中配置数据传输的方向，外设和内存递增/固定的模式，单个或burst传输，外设和存储器的数据宽度，循环模式，双缓冲模式和完成几分之几后中断。
11. 激活设置数据流在DMA_SxCR寄存器的EN位。
12. 使能相关外设寄存器的DMA模式位，启动传输。
程序：
/*********************************************
标题：操作DMA的练习
软件平台：IAR for ARM6.21
硬件平台：stm32f4-discovery
主频：168M
描述：从其他设备接收数据，再把数据发送出去
USART3接收中断，发射用DMA
author：小船
data：2012-02-03
**********************************************/
#include <stm32f4xx.h>
u8 USART_DMA_Completed;
u8 Rx_Completed;
u8 Rx_data_counter;
u8 usart3_buffer[100];
void USART3_DMA_config(void);
void USART3_config(void);
void main ()
{
SCB->AIRCR = 0x05FA0000 | 0x400; //中断优先级分组 抢占：响应=3:1
RCC->AHB1ENR |= ( (1<<3) | (1<<21) ); //使能GPIOD时钟,使能DMA1时钟
RCC->APB1ENR |= (1<<18); //使能usart3时钟
USART3_DMA_config();
USART3_config();
USART_DMA_Completed = 1;
while(1)
{
if(USART_DMA_Completed & Rx_Completed) //之前数据已经发送完成，接收到新的数据
{
DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE; //除能DMA1_Stream3
while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001);//确保DMA可以被设置
DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;//传送前清空DMA1_Stream3所有中断标志
DMA1_Stream3->NDTR = Rx_data_counter; //设置dma传输数据的数量
if((USART3->SR & (1<<7))) //发送数据寄存器空
{
USART3->CR3 &= ~(1<<7);//除能usartdma发送
USART_DMA_Completed = 0;
DMA1_Stream3->NDTR = Rx_data_counter; //设置dma传输数据的数量
DMA1_Stream3->CR |= 1;//使能dma
USART3->CR3 |= (1<<7);//使能usartdma发送
Rx_Completed = 0;
Rx_data_counter = 0;
}
}
}
}
/****************************************
函数名：USART3_DMA_config
参数：无
返回值：无
功能：DMA1数据流3与usart3关联的相关配置
****************************************/
void USART3_DMA_config(void)
{
DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE; //除能DMA1_Stream3
while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001);//确保DMA可以被设置
DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;//传送前清空DMA1_Stream3所有中断标志
DMA1_Stream3->PAR = (uint32_t)&USART3->DR;//设置外设地址USART3->DR地址0x40004804
DMA1_Stream3->M0AR = (uint32_t)usart3_buffer; //设置内存地址
DMA1_Stream3->NDTR = Rx_data_counter; //设置dma传输数据的数量
//DMA1_Stream3->FCR |= 0x00000007;//设置fifo
/*
设置dma通道4，即usart3tx
优先级Medium
传输方向内存到外设
内存递增模式
传输完成中断使能
*/
DMA1_Stream3->CR |= ( 0x08000000 |0x00010000 | (1<<6)
| (1<<10) | (1<<4) );
USART3->CR3 &= ~(1<<7);//usart3 dma发送模式除能
NVIC->IP[14] = 0xA0;
NVIC->ISER[0] |= (1<<14);
}
/**************************
函数名：USART3_config
参数：无
返回值：无
功能：配置usart3
************************/
void USART3_config(void)
{
USART3->BRR = 0x0000016C; //波特率115200
/*
使能usart3
usart3发送使能
usart3接收使能
接收缓冲区非空中断使能
8bit
一位停止位
无校验
*/
USART3->CR1 |= (( 1<<13 ) | ( 1<<3 ) | ( 1<<2 ) | ( 1<<5 ));
GPIOD->AFR[1] |= 0x00000077;//选择PD8,9复用功能
GPIOD->MODER &= 0xFFF0FFFF; //设置PD8,9,复用模式
GPIOD->MODER |= 0x000A0000;
// GPIOD->OTYPER &= 0xFFFFDFFF; //设置PD9推挽输出
GPIOD->OSPEEDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8速度50m
GPIOD->OSPEEDR |= 0x00020000;
GPIOD->PUPDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8
GPIOD->PUPDR |= 0x00010000;
NVIC->IP[39] = 0xf0; //最低抢占优先级，最低响应优先级1111
NVIC->ISER[1] |= (1<<(39-32)); //使能中断线39，也就是usart3中断
}
void USART3_IRQHandler(void)
{
if(USART3->SR & (1<<5)) //接收数据寄存器非空
{
usart3_buffer[Rx_data_counter] = USART3->DR;
Rx_data_counter++;
if(usart3_buffer[Rx_data_counter - 1] == '\r')
{
USART3->CR1 &= ~(1<<5); //除能接收中断
Rx_Completed = 1;
}
}
}
void DMA1_Stream3_IRQHandler(void)
{
if(DMA1->LISR & 0x08000000)//DMA传输完成
{
USART_DMA_Completed = 1;
USART3->CR1 |= 1<<5; //使能usart3接收中断
DMA1->LIFCR |= 0x08000000;//清除中断标志
}
}
运行结果：
