本文详细介绍STM32微控制器中DMA(直接内存访问)模块的工作原理及使用方法,帮助读者掌握其配置与应用技巧。
STM32 DMA 使用详解
直接存储器存取(DMA)是一种内存访问技术,允许计算机内部的硬件子系统独立地读写系统存储器而不必通过CPU,减少了同等程度下的CPU负担。在相同的工作负载下,DMA作为一种快速的数据传输方式能够使不同速度的硬件设备更有效地进行数据交换。
STM32包含一个具有7个通道的DMA控制器和仲裁器以协调各个请求优先级,并且与Cortex-M3核心共享系统总线执行直接存储器访问操作。当CPU和DMA同时尝试访问相同的内存或外设时,DMA可能会暂时中断CPU对系统总线的使用几周期时间;而总线仲裁则确保了即使在高负载下,CPU仍能至少获取一半的带宽。
一个典型的DMA工作流程包括三个步骤:
1. 从外部设备的数据寄存器或者指定内存单元加载数据。
2. 将数据写入外部设备的数据寄存器或指定存储地址中。
3. 对包含未完成操作数目的递减计数器进行一次递减操作。
在STM32应用中,DMA可以传输1到65535个字节。其优先级分为软件和硬件两种等级:软件级别有最高、高、中等及低四个层级;而通道编号较低的具有较高的硬件优先权。
使用DMA前需要通过RCC设置启用DMA时钟,并且STM32的DMA控制器连接到AHB总线上,提供7个独立的通道用于数据传输。每个外设事件都与对应的DMA通道相连,允许软件触发实现存储器内部的数据移动(M2M模式)。
在运行过程中,可以设定中断类型如完成、半程或错误等来监控DMA的状态变化,并通过NVIC进行管理,在中断服务例程中做进一步处理。
为了正确使用DMA,需要先初始化它。这包括配置相应的结构体和函数以及启用通道功能。具体步骤如下:
1. 初始化DMA控制器。
2. 设置DMA相关参数。
3. 启动DMA操作。
利用DMA可以实现外设与内存或内存之间的快速数据传输,在无需CPU干预的情况下提高效率,释放更多资源给其他任务处理。
综上所述,尽管配置较为复杂,但使用STM32的DMA能够显著提升设备性能和响应速度。