本文介绍STM8L051F3的DMA相关知识。内容分为以下几部分:
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:
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:
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:
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:
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
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)。
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