使用 STM32F2 和 STM32F4 DMA 控制器

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STMCU小助手发布时间：2022-7-21 14:31

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文章简介:	使用 STM32F2 和 STM32F4 DMA 控制器

前言
本应用笔记对如何使用 STM32F2xx 和 STM32F4xx 系列直接存储器访问控制器（DMA）进行了说明。STM32F2xx/F4xx DMA 控制器所具有的系统架构、多层总线矩阵和存储系统等，使其能够为应用提供很高的数据带宽，让用户可以开发出响应迅速的应用软件。
本应用笔记还提供了一些使用DMA的技巧，以便开发者能够充分利用STM32F2和STM32F4DMA 的特性来为不同的外设和子系统的 DMA 请求保证足够快的响应时间。
本文档中，使用 "STM32F2/F4 设备 " 代替 STM32F2xx 和 STM32F4xx，使用 “DMA” 代替DMA 控制器。
本应用笔记适用于表 1 中所列产品

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1 DMA 控制器说明
DMA 是一种 AMBA 先进高性能总线（AHB）模块，它具有三个 AHB 端口：1 个用于 DMA编程的从端口和 2 个允许 DMA 在从模块之间进行数据传输的主端口（外设和存储器端口）。
DMA 使得数据传输在后台进行，而无需 Cortex-Mx 处理器干预。在数据传输过程中，主处理器能够执行其他任务，仅当需要处理一个完整数据块时才会被中断。
可以在不显著影响系统性能的情况下进行大量数据的传输。DMA 主要用于实现不同外设模块的集中数据缓冲存储（通常在 SRAM 中）。在分布式方案中，每个外设均需实现其各自的本地数据存储，该解决方案从硅片面积的使用和功耗方面来说是比较便宜的。
STM32F2/F4 DMA 控制器充分利用了 Cortex-Mx 哈佛结构和多层总线系统的优势，保证了DMA 传输和 CPU 中断响应的及时性。
1.1 DMA 传输属性
DMA 传输的属性如下：
• DMA 数据流 / 通道
• 数据流优先级
• 源和目标地址
• 传输模式
• 传输数据量大小（仅当 DMA 为流量控制器时）
• 源 / 目标地址递增或非增
• 源和目标数据宽度
• 传输类型
• FIFO 模式
• 源 / 目标批量传输数据量大小
• 双缓冲区模式
• 流控
STM32F2/F4 器件集成了 2 个 DMA 控制器，每个 DMA 有两个端口，一个外设端口和一个存储器端口，它们可以同时工作。
图 1 显示了 DMA 框图。

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1.1.1 DMA 数据流 / 通道
STM32F2/F4 器件集成了 2 个 DMA 控制器，提供了共计多达 16 个数据流（每个控制器 8个），每个数据流都可用来处理来自一个或多个外设的存储器访问请求。
每个数据流共有多达 8 个可选通道（请求），
可由软件配置，允许多个外设启动 DMA 请求。
图 2 描述了某个特定数据流的通道选择。

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STM32F2/F4 DMA 请求映射经过了精心设计，软件应用可以更加灵活地为关联的外设请求配置 DMA 传输通道，并且通过复用相应的 DMA 数据流和通道可覆盖大部分应用。

1.1.2 数据流优先级
每个 DMA 端口都有一个仲裁器来处理 DMA 数据流之间的优先级。数据流优先级可由软件配置（共有 4 个软件级别）。如果两个或更多的 DMA 数据流具有同样的软件优先级别，则使用硬件优先级（数据流 0 比数据流 1 优先级高，以此类推）。

1.1.3 源和目标地址
DMA 传输由源地址和目标地址决定。源和目标（地址）均应当在 AHB 或 APB 存储范围之内，并且与传输宽度保持一致。

1.1.4 传输模式
DMA 能够实现 3 种不同的传输模式：
• 外设到存储器，
• 存储器到外设，
• 存储器到存储器（仅 DMA2 能够实现该传输，在这种模式下，禁用循环和直接模式。）

1.1.5
传输数据量大小
仅当 DMA 为流量控制器时，才必须定义其传输数据量大小。实际上，传输数据量值决定了从数据源到目标传输的数据总量。
传输数据量大小由 DMA_SxNDTR 寄存器值和外设端的数据传输宽度决定。随着已接收的请求（批量或单个的），传输数据总量减少，减少量为已传输数据量。

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