STM8L051F3的DMA相关知识

本文介绍STM8L051F3的DMA相关知识。内容分为以下几部分：

• DMA简介
• DMA传输ADC数据

DMA（Direct memory access）：直接内存存储。DMA可以提高外设和内存以及内存到内存直接的传输速率，数据能不经过CPU任何的参与快速地移动，这样可以节省CPU去处理其他事情。以STM8L051F3为例，它的DMA控制器一共有4个人通道，每个通道专门用于从一个或多个外设内存访问请求，它也能仲裁DMA请求的优先级。DMA的主要特点如下：

• 4个通道在多个外设之间共享
• 数据传输可以从外设到内存、内存到外设、内存到内存
• 硬件/软件可以根据每个通道的优先级进行仲裁
• 可编程传输数据量：最多达255个数据块（字节或字）
• 递增和递减寻址模式
• 可硬件和软件编程通道优先级
• 在半发送和发送结束可选择中断
• 可软件编程发送数据大小：8位或16位
• 通道请求直接的优先级：可软件编程（非常高、高、中、低）或在相同的情况下硬件可编程
• 软件触发器也支持内存通道，取决于硬件配置
• 两个标志位（DMA半传输，DMA传输完成）对每个通道的单个中断请求进行逻辑上的或
• 循环缓冲区管理（自动装载模式）
• 挂起和重新开始DMA发送能力
• 运行在低功耗模式能力（WFI或WFE）

DMA模块的框图如下：

DMA传输。一个事件之后，外设发送一个请求信号到DMA控制器，DMA控制器根据通道的优先级来对请求进行处理，一旦DMA控制器访问外设，DMA控制器就会发送一个应答给外设，如果外设没有其他等待的请求，得到DMA控制器的应答后就会释放它的请求信号。

DMA通道。4个通道：3个普通通道（通道0、通道1、通道2）和一个内存通道（通道3）。普通通道处理位于固定地址的外设寄存器和一个自动递增/递减指针指向的内存地址范围之间的数据传输。内存通道也是一个普通通道，但是它可以处理两个内存指针指向的内存地址之间的数据传输。

可编程的数据大小。发送的数据大小（8位或16位）可以通过DMA_CXSPR寄存器的TSIZE位来控制（当运行在16位模式是，系统处理字节存储地址在递增或递减模式，目标和源指针必须包含MSB地址）。配置成16位模式，传输由4个连续的8位读写操作：

• 从源数据的偶地址读取MSB
• 从源数据的奇地址读取LSB
• 往目标的偶地址写入MSB数据
• 往目标的奇地址写入LSB数据

为了保证数据的连贯性，两个读操作和两个写操作是不可分割的。

指针增量。在内存到外设或外设到内存传输期间，每次传输后内存指针会自动地递增或递减，这取决于DMA_CXCR寄存器的MINCDEC位，而外设的地址是固定的。

通道配置步骤。可根据以下步骤配置DMA的通道x（x为通道号）：

1)在DMA_CXPARL/H寄存器设置外设寄存器地址

2)在DMA_CXPARH/L和DMA_CXM0ARH/L寄存器设置内存地址

3)在DMA_CXNDTR寄存器配置发送数据的数量

4)在DMA_CXSPR寄存器的PL[1:0]位配置通道优先级

5)在DMA_CXCR寄存器配置数据传输方向、循环模式、内存递增/递减模式、发送数据大小、在半传输或传输完成中断等

6)在DMA_CXCR寄存器设置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

其他的循环模式、内存到内存模式、DMA传输暂停、等相关的详细说明可以参考官方手册RM0031的第13章内容。DMA1（STM8L051F3的DMA外设是DMA1）通道请求映射如下：

2、 DMA传输ADC数据

2.1 DMA配置

本小节介绍通过ADC采集电压数据，通过DMA把数据转送到内存，然后设置TIM3_CH1（接的是PB1，也就是LED1）为PWM1模式，再通过DMA把内存中ADC的数据传送到TIM3的CCR1寄存器上，实现根据ADC采集电压的变化来控制LED1的亮度。

实验的过程可以理解为：外设--DMA--内存--DMA--外设。实验使用三个外设功能：

• ADC1--配置ADC1_CH22，连续转换模式，12位分辨率，使用DMA通道1（外设到内存）
• TIM3--配置TIM3_CH1为PWM1模式，使用通道0（内存到外设）
• DMA--配置通道0与通道1的模式、参数以及使能

使用的例程：STM8L051F3_12_DMA，ADC的配置步骤如下：

1)使能ADC1外设时钟

2)初始化ADC1通道22（PD0）IO口为浮空输入模式

3)初始化ADC1：连续转换模式，12位分辨率，ADC时钟2分频

4)配置ADC低速通道，采样周期384

5)使能ADC1

6)使能ADC1通道22

DMA的配置步骤如下（包括ADC-->内存与内存-->TIM3）：

1)使能DMA1外设时钟

2)映射ADC1到DMA通道1

3)DMA初始化：通道1、内存地址BUFFER_ADDRESS、外设地址ADC1_DR_ADDRESS、数据大小BUFFER_SIZE、传输方向外设到内存、DMA模式循环、内存增长模式增长、DMA优先级高、内存数据大小半字

4)DMA初始化：通道0、内存地址BUFFER_ADDRESS、外设地址TIM3_CCR1_ADDRESS、数据大小BUFFER_SIZE、传输方向内存到外设、DMA模式循环、内存增长模式增长、DMA优先级高、内存数据大小半字

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为PWM输出）步骤如下：

1）使TIM3外设时钟

2）TIM3基本配置：时钟分频1、向上计数、周期0xFFF

3）配置TIM3的通道1作为PWM输出

4）使能TIM3

5）配置TIM3_CH1（PB1）的GPIO

6）使能TIM3通道1的PWM输出

2.2 例程介绍

所有的函数实现都在main.c文件中，ADC配置函数如下：

static void ADC_Config ( void**)**

{

/* 使能 ADC1 时钟 */

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

//配置ADC1通道22的IO口为浮空输入模式

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

/* 初始化 ADC1 连续转换，12位分辨率， ADC时钟分频2 */

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

/* 配置ADC1 低速通道， 采样周期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的配置函数如下：

static void TIM3_Config ( void**)**

{

/* 使能 TIM3 时钟 */

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

/* TIM3基本配置：时钟分频：1，向上计数，周期：0xfff */

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

/* 配置TIM3_CH1作为PWM输出 */

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输出*/

TIM3_CtrlPWMOutputs ( ENABLE**);**

}

DMA配置函数如下：

static void DMA_Config ( void**)**

{

/* 使能 DMA1 时钟 */

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

/* 连接ADC1到DMA1通道1 */

SYSCFG_REMAPDMAChannelConfig ( REMAP_DMA1Channel_ADC1ToChannel1**);**

//*初始化DMA1通道1， 内存地址：BUFFER_ADDRESS，外设地址：ADC1_DR_ADDRESS，

//数据大小：BUFFER_SIZE，传输方向：外设到内存，DMA模式：循环，内存地址模式：增长，

//DMA优先级：高，内存数据大小：半字

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， 内存地址：BUFFER_ADDRESS，外设地址：ADC1_DR_ADDRESS，

//数据大小：BUFFER_SIZE，传输方向：内存到外设，DMA模式：循环，内存地址模式：增长，

//DMA优先级：高，内存数据大小：半字

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配置相关的地址定义如下：

//定义内存与外设的地址，用于DMA传输

#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**;** //定义变量保存DMA数据，作为DMA传输内存地址

主函数如下：

void main ( void**)**

{

ADC_Config**();** //ADC配置

DMA_Config**();** //DMA配置

TIM3_Config (); //TIM3配置

/* 使能 ADC1 DMA 请求*/

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

/* 使能 TIM1 DMA 请求*/

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

/* 起始ADC1转换*/

ADC_SoftwareStartConv ( ADC1**);**

while ( 1**)**

{

;

}

}

使用ST-LINK把程序下载到开发板，ADC1_CH22（PD0）采样电压越高LED1越亮，检测的测试方法：把PD0口接板子的GND，LED1灭；接板子的VCC，LED1亮（如果把PD0接电位器，那么LED1的亮度可以由电位器调节）。