STM8L051F3的DMA相關(guān)知識

本文介紹STM8L051F3的DMA相關(guān)知識。內(nèi)容分為以下幾部分：

• DMA簡介
• DMA傳輸ADC數(shù)據(jù)

DMA（Direct memory access）：直接內(nèi)存存儲。DMA可以提高外設(shè)和內(nèi)存以及內(nèi)存到內(nèi)存直接的傳輸速率，數(shù)據(jù)能不經(jīng)過CPU任何的參與快速地移動，這樣可以節(jié)省CPU去處理其他事情。以STM8L051F3為例，它的DMA控制器一共有4個人通道，每個通道專門用于從一個或多個外設(shè)內(nèi)存訪問請求，它也能仲裁DMA請求的優(yōu)先級。DMA的主要特點如下：

• 4個通道在多個外設(shè)之間共享
• 數(shù)據(jù)傳輸可以從外設(shè)到內(nèi)存、內(nèi)存到外設(shè)、內(nèi)存到內(nèi)存
• 硬件/軟件可以根據(jù)每個通道的優(yōu)先級進行仲裁
• 可編程傳輸數(shù)據(jù)量：最多達255個數(shù)據(jù)塊（字節(jié)或字）
• 遞增和遞減尋址模式
• 可硬件和軟件編程通道優(yōu)先級
• 在半發(fā)送和發(fā)送結(jié)束可選擇中斷
• 可軟件編程發(fā)送數(shù)據(jù)大?。?位或16位
• 通道請求直接的優(yōu)先級：可軟件編程（非常高、高、中、低）或在相同的情況下硬件可編程
• 軟件觸發(fā)器也支持內(nèi)存通道，取決于硬件配置
• 兩個標(biāo)志位（DMA半傳輸，DMA傳輸完成）對每個通道的單個中斷請求進行邏輯上的或
• 循環(huán)緩沖區(qū)管理（自動裝載模式）
• 掛起和重新開始DMA發(fā)送能力
• 運行在低功耗模式能力（WFI或WFE）

DMA模塊的框圖如下：

DMA傳輸。一個事件之后，外設(shè)發(fā)送一個請求信號到DMA控制器，DMA控制器根據(jù)通道的優(yōu)先級來對請求進行處理，一旦DMA控制器訪問外設(shè)，DMA控制器就會發(fā)送一個應(yīng)答給外設(shè)，如果外設(shè)沒有其他等待的請求，得到DMA控制器的應(yīng)答后就會釋放它的請求信號。

DMA通道。4個通道：3個普通通道（通道0、通道1、通道2）和一個內(nèi)存通道（通道3）。普通通道處理位于固定地址的外設(shè)寄存器和一個自動遞增/遞減指針指向的內(nèi)存地址范圍之間的數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)存通道也是一個普通通道，但是它可以處理兩個內(nèi)存指針指向的內(nèi)存地址之間的數(shù)據(jù)傳輸。

可編程的數(shù)據(jù)大小。發(fā)送的數(shù)據(jù)大小（8位或16位）可以通過DMA_CXSPR寄存器的TSIZE位來控制（當(dāng)運行在16位模式是，系統(tǒng)處理字節(jié)存儲地址在遞增或遞減模式，目標(biāo)和源指針必須包含MSB地址）。配置成16位模式，傳輸由4個連續(xù)的8位讀寫操作：

• 從源數(shù)據(jù)的偶地址讀取MSB
• 從源數(shù)據(jù)的奇地址讀取LSB
• 往目標(biāo)的偶地址寫入MSB數(shù)據(jù)
• 往目標(biāo)的奇地址寫入LSB數(shù)據(jù)

為了保證數(shù)據(jù)的連貫性，兩個讀操作和兩個寫操作是不可分割的。

指針增量。在內(nèi)存到外設(shè)或外設(shè)到內(nèi)存?zhèn)鬏斊陂g，每次傳輸后內(nèi)存指針會自動地遞增或遞減，這取決于DMA_CXCR寄存器的MINCDEC位，而外設(shè)的地址是固定的。

通道配置步驟?？筛鶕?jù)以下步驟配置DMA的通道x（x為通道號）：

1)在DMA_CXPARL/H寄存器設(shè)置外設(shè)寄存器地址

2)在DMA_CXPARH/L和DMA_CXM0ARH/L寄存器設(shè)置內(nèi)存地址

3)在DMA_CXNDTR寄存器配置發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量

4)在DMA_CXSPR寄存器的PL[1:0]位配置通道優(yōu)先級

5)在DMA_CXCR寄存器配置數(shù)據(jù)傳輸方向、循環(huán)模式、內(nèi)存遞增/遞減模式、發(fā)送數(shù)據(jù)大小、在半傳輸或傳輸完成中斷等

6)在DMA_CXCR寄存器設(shè)置EN位激活通道

7)在所有通道配置完成后，配置DMA_GCSR寄存器GEN位使能DMA

其他的循環(huán)模式、內(nèi)存到內(nèi)存模式、DMA傳輸暫停、等相關(guān)的詳細說明可以參考官方手冊RM0031的第13章內(nèi)容。DMA1（STM8L051F3的DMA外設(shè)是DMA1）通道請求映射如下：

2、 DMA傳輸ADC數(shù)據(jù)

2.1 DMA配置

本小節(jié)介紹通過ADC采集電壓數(shù)據(jù)，通過DMA把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到內(nèi)存，然后設(shè)置TIM3_CH1（接的是PB1，也就是LED1）為PWM1模式，再通過DMA把內(nèi)存中ADC的數(shù)據(jù)傳送到TIM3的CCR1寄存器上，實現(xiàn)根據(jù)ADC采集電壓的變化來控制LED1的亮度。

實驗的過程可以理解為：外設(shè)--DMA--內(nèi)存--DMA--外設(shè)。實驗使用三個外設(shè)功能：

• ADC1--配置ADC1_CH22，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，12位分辨率，使用DMA通道1（外設(shè)到內(nèi)存）
• TIM3--配置TIM3_CH1為PWM1模式，使用通道0（內(nèi)存到外設(shè)）
• DMA--配置通道0與通道1的模式、參數(shù)以及使能

使用的例程：STM8L051F3_12_DMA，ADC的配置步驟如下：

1)使能ADC1外設(shè)時鐘

2)初始化ADC1通道22（PD0）IO口為浮空輸入模式

3)初始化ADC1：連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，12位分辨率，ADC時鐘2分頻

4)配置ADC低速通道，采樣周期384

5)使能ADC1

6)使能ADC1通道22

DMA的配置步驟如下（包括ADC-->內(nèi)存與內(nèi)存-->TIM3）：

1)使能DMA1外設(shè)時鐘

2)映射ADC1到DMA通道1

3)DMA初始化：通道1、內(nèi)存地址BUFFER_ADDRESS、外設(shè)地址ADC1_DR_ADDRESS、數(shù)據(jù)大小BUFFER_SIZE、傳輸方向外設(shè)到內(nèi)存、DMA模式循環(huán)、內(nèi)存增長模式增長、DMA優(yōu)先級高、內(nèi)存數(shù)據(jù)大小半字

4)DMA初始化：通道0、內(nèi)存地址BUFFER_ADDRESS、外設(shè)地址TIM3_CCR1_ADDRESS、數(shù)據(jù)大小BUFFER_SIZE、傳輸方向內(nèi)存到外設(shè)、DMA模式循環(huán)、內(nèi)存增長模式增長、DMA優(yōu)先級高、內(nèi)存數(shù)據(jù)大小半字

5)使能DMA1通道1

6)使能DMA1通道0

7)使能DMA1

TIM3配置（配置TIM3_CH1為PWM輸出）步驟如下：

1）使TIM3外設(shè)時鐘

2）TIM3基本配置：時鐘分頻1、向上計數(shù)、周期0xFFF

3）配置TIM3的通道1作為PWM輸出

4）使能TIM3

5）配置TIM3_CH1（PB1）的GPIO

6）使能TIM3通道1的PWM輸出

2.2 例程介紹

所有的函數(shù)實現(xiàn)都在main.c文件中，ADC配置函數(shù)如下：

static void ADC_Config ( void**)**

{

/* 使能 ADC1 時鐘 */

CLK_PeripheralClockConfig ( CLK_Peripheral_ADC1**,** ENABLE**);**

//配置ADC1通道22的IO口為浮空輸入模式

GPIO_Init ( GPIOD**,** GPIO_Pin_0**,** GPIO_Mode_In_FL_No_IT**);**

/* 初始化 ADC1 連續(xù)轉(zhuǎn)換，12位分辨率， ADC時鐘分頻2 */

ADC_Init ( ADC1**,** ADC_ConversionMode_Continuous**,** ADC_Resolution_12Bit**,** ADC_Prescaler_2**);**

/* 配置ADC1 低速通道， 采樣周期384 */

ADC_SamplingTimeConfig ( ADC1**,** ADC_Group_SlowChannels**,** ADC_SamplingTime_384Cycles**);**

/* 使能 ADC1 */

ADC_Cmd ( ADC1**,** ENABLE**);**

/* 使能ADC1通道22 */

ADC_ChannelCmd ( ADC1**,** ADC_Channel_22**,** ENABLE**);** /* connected to potentiometer */

}

TIM3的配置函數(shù)如下：

static void TIM3_Config ( void**)**

{

/* 使能 TIM3 時鐘 */

CLK_PeripheralClockConfig ( CLK_Peripheral_TIM3**,** ENABLE**);**

/* TIM3基本配置：時鐘分頻：1，向上計數(shù)，周期：0xfff */

TIM3_TimeBaseInit ( TIM3_Prescaler_1**,** TIM3_CounterMode_Up**,** 0xFFF**);**

/* 配置TIM3_CH1作為PWM輸出 */

TIM3_OC1Init ( TIM3_OCMode_PWM1**,** TIM3_OutputState_Enable**,**

0x7FF**,** TIM3_OCPolarity_Low**,**

           TIM3_OCIdleState_Set**);**

/* 使能 TIM3 */

TIM3_Cmd ( ENABLE**);**

/* 配置TIM3_CH1的GPIO (PD2)*/

GPIO_Init ( GPIOB**,** GPIO_Pin_1 , GPIO_Mode_Out_PP_Low_Fast**);**

/* 使能TIM3的PWM輸出*/

TIM3_CtrlPWMOutputs ( ENABLE**);**

}

DMA配置函數(shù)如下：

static void DMA_Config ( void**)**

{

/* 使能 DMA1 時鐘 */

CLK_PeripheralClockConfig ( CLK_Peripheral_DMA1**,** ENABLE**);**

/* 連接ADC1到DMA1通道1 */

SYSCFG_REMAPDMAChannelConfig ( REMAP_DMA1Channel_ADC1ToChannel1**);**

//*初始化DMA1通道1， 內(nèi)存地址：BUFFER_ADDRESS，外設(shè)地址：ADC1_DR_ADDRESS，

//數(shù)據(jù)大小：BUFFER_SIZE，傳輸方向：外設(shè)到內(nèi)存，DMA模式：循環(huán)，內(nèi)存地址模式：增長，

//DMA優(yōu)先級：高，內(nèi)存數(shù)據(jù)大?。喊胱?/p>

DMA_Init ( DMA1_Channel1**,** BUFFER_ADDRESS**,** ADC1_DR_ADDRESS**,** BUFFER_SIZE**,** DMA_DIR_PeripheralToMemory**,**

DMA_Mode_Circular**,** DMA_MemoryIncMode_Inc**,** DMA_Priority_High**,**  DMA_MemoryDataSize_HalfWord**);**

// 初始化DMA1通道0， 內(nèi)存地址：BUFFER_ADDRESS，外設(shè)地址：ADC1_DR_ADDRESS，

//數(shù)據(jù)大小：BUFFER_SIZE，傳輸方向：內(nèi)存到外設(shè)，DMA模式：循環(huán)，內(nèi)存地址模式：增長，

//DMA優(yōu)先級：高，內(nèi)存數(shù)據(jù)大?。喊胱?/p>

DMA_Init ( DMA1_Channel0**,** BUFFER_ADDRESS**,** TIM3_CCR1_ADDRESS**,** BUFFER_SIZE**,** DMA_DIR_MemoryToPeripheral**,**

DMA_Mode_Circular**,** DMA_MemoryIncMode_Inc**,** DMA_Priority_High**,** DMA_MemoryDataSize_HalfWord**);**

/* 使能DMA1通道1 */

DMA_Cmd ( DMA1_Channel1**,** ENABLE**);**

/* 使能DMA1通道0 */

DMA_Cmd ( DMA1_Channel0**,** ENABLE**);**

/* DMA1 使能 */

DMA_GlobalCmd ( ENABLE**);**

}

DMA配置相關(guān)的地址定義如下：

//定義內(nèi)存與外設(shè)的地址，用于DMA傳輸

#define ADC1_DR_ADDRESS ((uint16_t)(ADC1_BASE + 0x04))

#define TIM3_CCR1_ADDRESS ((uint16_t)(TIM3_BASE + 0x11))

#define BUFFER_SIZE ((uint8_t) 0x01)

#define BUFFER_ADDRESS ((uint16_t)(&Buffer))

uint16_t Buffer = 0**;** //定義變量保存DMA數(shù)據(jù)，作為DMA傳輸內(nèi)存地址

主函數(shù)如下：

void main ( void**)**

{

ADC_Config**();** //ADC配置

DMA_Config**();** //DMA配置

TIM3_Config (); //TIM3配置

/* 使能 ADC1 DMA 請求*/

ADC_DMACmd ( ADC1**,** ENABLE**);**

/* 使能 TIM1 DMA 請求*/

TIM3_DMACmd ( TIM3_DMASource_Update**,** ENABLE**);**

/* 起始ADC1轉(zhuǎn)換*/

ADC_SoftwareStartConv ( ADC1**);**

while ( 1**)**

{

;

}

}

使用ST-LINK把程序下載到開發(fā)板，ADC1_CH22（PD0）采樣電壓越高LED1越亮，檢測的測試方法：把PD0口接板子的GND，LED1滅；接板子的VCC，LED1亮（如果把PD0接電位器，那么LED1的亮度可以由電位器調(diào)節(jié)）。