在前面我们提到过 DMA，这一章我们就来学习 STM32F1 的DMA 使用。要实现的功能是：通过 K_UP 按键控制 DMA 串口 1 数据的传送，在传送过程中让 D2 指示灯不断闪烁，直到数据传送完成。D1 指示灯闪烁提示系统正常运行。学习时可以参考《STM32F10x 中文参考手册》-10 DMA 控制器（DMA）章节。

DMA 简介

DMA，全称是 Direct Memory Access，中文意思为直接存储器访问。DMA 可用于实现外设与存储器之间或者存储器与存储器之间数据传输的高效性。之所以称为高效， 是因为 DMA 传输数据移动过程无需 CPU 直接操作， 这样节省的 CPU 资源就可供其它操作使用。从硬件层面来理解，DMA 就好像是 RAM 与 I/O 设备间数据传输的通路， 外设与存储器之间或者存储器与存储器之间可以直接在这条通路上进行数据传输。这里说的外设一般指外设的数据寄存器， 比如 ADC、SPI、I2C、DCMI等外设的数据寄存器， 存储器一般是指片内 SRAM、 外部存储器、 片内 Flash等。

STM32F1 最多有 2 个 DMA 控制器 （ DMA2 仅存在大容量产品中） ，DMA1 有7 个通道。DMA2 有 5 个通道。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。还有一个仲裁器来协调各个 DMA 请求的优先权。

STM32F1 的 DMA 有以下主要特性：

● 12 个独立的可配置的通道(请求)：DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道

● 每个通道都直接连接专用的硬件 DMA 请求，每个通道都同样支持软件触发。这些功能通过软件来配置。

● 在同一个 DMA 模块上， 多个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级：很高、高、中等和低)，优先权设置相等时由硬件决定(请求 0 优先于请求1，依此类推) 。

● 独立数据源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字)，模拟打包和拆包的过程。源和目标地址必须按数据传输宽度对齐。

● 支持循环的缓冲器管理

● 每个通道都有 3 个事件标志(DMA 半传输、 DMA 传输完成和 DMA 传输出错)，这3 个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求。

● 存储器和存储器间的传输

● 外设和存储器、存储器和外设之间的传输

● 闪存、 SRAM、外设的 SRAM、 APB1、 APB2 和 AHB 外设均可作为访问的源和目标。

● 可编程的数据传输数目：最大为 65535

DMA 结构框图

DMA 控制器独立于内核，属于一个单独的外设，结构比较简单，从编程的角度来看，我们只需掌握结构框图中的三部分内容即可。如图所示（大家也可以查看《STM32F10x中文参考手册》-10 DMA 控制器（DMA）章节内容）。

我们把 DMA 结构框图分成3个子模块，按照顺序依次进行简单介绍。

（1）标号 1：DMA 请求

如果外设要想通过 DMA 来传输数据， 必须先给 DMA 控制器发送 DMA 请求，DMA 收到请求信号之后， 控制器会给外设一个应答信号， 当外设应答后且 DMA 控制器收到应答信号之后，就会启动 DMA 的传输，直到传输完毕。

根据前面介绍我们知道，DMA 含有 DMA1 和 DMA2 两个控制器，其中 DMA1 含有 7个通道，DMA2 含有 5 个通道，不同的 DMA 控制器的通道对应着不同的外设请求。

从DMA 请求映射图中可以知道各通道所对应的外设请求，如图分别是DMA1和DMA2请求映射图：

DMA2 请求通道中 ADC3、 SDIO 和 TIM8 的 DMA 请求只在大容量产品中存在，这个在具体项目时要注意。

（2）标号 2：DAM 通道

DMA 具有 12 个独立可编程的通道，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5个通道，每个通道对应不同的外设的 DMA 请求。虽然每个通道可以接收多个外设的请求，但是同一时间只能接收一个，不能同时接收多个。

（3）标号 3：仲裁器

当发生多个 DMA 通道请求时，就意味着有先后响应处理的顺序问题，这个就由仲裁器也管理。仲裁器管理 DMA 通道请求分为两个阶段。第一阶段属于软件阶段，可以在 DMA_CCRx 寄存器中设置，有 4 个等级：非常高、高、中和低四个优先级。第二阶段属于硬件阶段，如果两个或以上的 DMA 通道请求设置的优先级一样，则他们优先级取决于通道编号，编号越低优先权越高，比如通道 0高于通道 1。在大容量产品和互联型产品中，DMA1 控制器拥有高于 DMA2 控制器的优先级。

DMA 数据配置

使用 DMA， 最核心就是配置要传输的数据， 包括数据从哪里来， 要到哪里去，传输的数据的单位是什么，要传多少数据，是一次传输还是循环传输等。

（1）从哪里来到哪里去

我们知道 DMA 传输数据的方向有三个：从外设到存储器，从存储器到外设，从存储器到存储器。具体的方向 DMA_CCR 位 4 DIR 配置：0 表示从外设到存储器， 1 表示从存储器到外设。这里面涉及到的外设地址由 DMA_CPAR 配置，存储器地址由 DMA_CMAR配置。

外设到存储器

当我们使用从外设到存储器传输时，以 ADC 采集为例。DMA 外设寄存器的地址对应的就是 ADC 数据寄存器的地址，DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（用来接收存储 AD 采集的数据）的地址。方向我们设置外设为源地址。

存储器到外设

当我们使用从存储器到外设传输时， 以串口向电脑端发送数据为例。DMA 外设寄存器的地址对应的就是串口数据寄存器的地址， DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（相当于一个缓冲区，用来存储通过串口发送到电脑的数据）的地址。方向我们设置外设为目标地址。

存储器到存储器

当我们使用从存储器到存储器传输时，以内部 FLASH 向内部 SRAM 复制数据为例。DMA 外设寄存器的地址对应的就是内部 FLASH（我们这里把内部 FALSH当作一个外设来看）的地址， DMA 存储器的地址就是我们自定义的变量（相当于一个缓冲区，用来存储来自内部 FLASH 的数据）的地址。方向我们设置外设（即内部 FLASH）为源地址。跟上面两个不一样的是，这里需要把 DMA_CCR 位14：MEM2MEM：存储器到存储器模式配置为 1，启动 M2M 模式。

（2）要传多少，单位是什么

当我们配置好数据要从哪里来到哪里去之后， 我们还需要知道我们要传输的数据是多少，数据的单位是什么。

以串口向电脑发送数据为例，我们可以一次性给电脑发送很多数据，具体多少由 DMA_CNDTR 配置，这是一个 32 位的寄存器，一次最多只能传输 65535 个数据。

要想数据传输正确，源和目标地址存储的数据宽度还必须一致，串口数据寄存器是 8 位的，所以我们定义的要发送的数据也必须是 8 位。外设的数据宽度由 DMA_CCR 的 PSIZE[1:0]配置，可以是 8/16/32 位，存储器的数据宽度由DMA_CCR 的 MSIZE[1:0]配置，可以是 8/16/32 位。

在 DMA 控制器的控制下，数据要想有条不紊的从一个地方搬到另外一个地方，还必须正确设置两边数据指针的增量模式。外设的地址指针由 DMA_CCRx 的PINC 配置，存储器的地址指针由 MINC 配置。以串口向电脑发送数据为例，要发送的数据很多，每发送完一个，那么存储器的地址指针就应该加 1，而串口数据寄存器只有一个，那么外设的地址指针就固定不变。具体的数据指针的增量模式由实际情况决定。

（3）什么时候传输完成

数据什么时候传输完成，我们可以通过查询标志位或者通过中断的方式来判断。每个 DMA 通道在 DMA 传输过半、传输完成和传输错误时都会有相应的标志位，如果使能了该类型的中断后，则会产生中断。有关各个标志位的详细描述请参考 DMA 中断状态寄存器DMA_ISR 的详细描述。

传输完成还分两种模式，是一次传输还是循环传输，一次传输很好理解，即传输一次之后就停止，要想再传输的话，必须关断 DMA 使能后再重新配置后才能继续传输。循环传输则是一次传输完成之后又恢复第一次传输时的配置循环传输，不断的重复。具体的由 DMA_CCR 寄存器的 CIRC 循环模式位控制。

DMA 配置步骤

接下来我们介绍下如何使用库函数对 DMA 进行配置。这个也是在编写程序中必须要了解的。具体步骤如下：（DMA 相关库函数在 stm32f10x_dma.c 和stm32f10x_dma.h 文件中）

（1）使能 DMA 控制器（DMA1 或 DMA2）时钟

要使能 DMA 时钟，需通过AHB1ENR 寄存器来控制，使能 DMA时钟库函数为：