STM32的DMA若干思考

在学习STM32的ADC和DMA时候,发现了很多有意思的事情,这里记录一下,网上的很多回答不是很好。

1、DMA_BufferSize到底是什么?

Specifies the buffer size, in data unit, of the specified Channel. The data unit is equal to the configuration set in DMA_PeripheralDataSize or DMA_MemoryDataSize members depending in the transfer direction

其实,这个缓冲区概念不是很准确,准确的应该是每次DMA传输的数据数量。在库函数stm32f10x_dma.c中可以找到:

DMAy_Channelx->CNDTR = DMA_InitStruct->DMA_BufferSize;

那这个 CNDTR 是什么呢?在STM32参考手册里有说明, Number of data to be transferred (0 up to 65535). The transfer stops once the DMA_CNDTRx register reaches zero. 它就是一个计数器,这个计数器的值就是DMA_BufferSize,每传送一个数据就减一,变成0的时候,从ADC外设到内存的传输(或相反)停止。此时可产生中断信号。假设DMA_BufferSize=10,那么ADC采集10次后,DMA就停止传输ADC的采集数据了。

那为啥取名叫buffer 呢,我猜是为了和DMA_MemoryInc_Enable配合。虽然传输计数是减少的,但是内存地址是增长的。在声明DMA_MemoryBaseAddr时候,其实DMA的就指向(是指向,不是开辟!)一个大小为DMA_BufferSize的数组,数组的开始地址为DMA_MemoryBaseAddr。这个数组就是缓冲区。

每次ADC采样后,就通过DMA把数据放在内存中,从DMA_MemoryBaseAddr+0地址开始放,直到DMA_MemoryBaseAddr+DMA_BufferSize-1,此时CNDTR变成0,传输结束。

2、DMA_BufferSize的大小应该取多少?

上面的讨论很多同学就疑惑了,这个大小应该取多少呢?暂时我建议你需要多少数据就写多少。

__IO uint16_t ADC_ConvertedValue[NUM];

一般,我们会定义一个变量存我们的数据,然后

DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = NUM;

DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue;

这时候,缓冲区的大小和我们定义的数组一致,也方便我们操作。

但是如果DMA_BufferSize大于NUM会怎么样?根据上面问题1的解释,缓冲区地址其实就是我们的ADC_ConvertedValue地址,如果DMA_BufferSize为NUM+N,其实缓冲区就是ADC_ConvertedValue[NUM+N],再说一遍,Buffer的首地址和ADC_ConvertedValue相同,如果我们用指针访问,可以很好的验证。

__IO uint16_t *p;
p=ADC_ConvertedValue;

////省略代码,printf是串口通信改写的函数….

printf(“%4x\n”,ADC_ConvertedValue[NUM-1]);
printf(“%4x\n”,*(p+NUM));

printf(“%4x\n”,*(p+NUM+1));

你会很吃惊的发现,*(p+NUM)里面也有我们采样的数据。如果我们用ADC_ConvertedValue[NUM]访问则会出错,因为超出数组范围了。也就是说DMA_BufferSize可以大于NUM,但是大于NUM的地址属于不被定义的内容。从编程角度,它使用了未知的区域,如果这个地址定义别的变量,那么就会误操作这个变量。

__IO uint16_t ADC_ConvertedValue[NUM];
__IO uint16_t a[N];

比如我们定义时候,紧跟ADC_ConvertedValue定义一个a;一般编译器会把这两个变量的地址连在一起。那么在运行程序时候:

printf(“%4x\n”,ADC_ConvertedValue[NUM-1]);
printf(“%4x\n”,*(p+NUM));

printf(“%4x\n”,ADC_ConvertedValue[NUM-1]);
printf(“%4x\n”,a[0]);

是一样的数据。

很危险吧。a[0]的数据就被DMA覆盖了。

 

3、ADC多通道DMA的真正采样顺序是什么?

很多同学想ADC多通道采样,比如两个通道,每个通道采10次。那么,到底是先把通道1采集10次,再轮到通道2采集10次。还是通道1和2轮流采集,第一次,先通道1,再通道2。第二次,先通道1,再通道2。直到第10次。这里假设的通道1比通道2优先级高。

很简单,ADC手册里写了,是通道1和2轮流采集。

你也可以做个实验,定义ADC_ConvertedValue[NUM],把两个通道接到不同电平,然后依次输出ADC_ConvertedValue[i],很明显可以看到数值交替。

4、ADC多通道内存数组为何定义为?

一般我们定义二维数组来存放采集的数据。如:

ADC_ConvertedValue[Sample_Num][Channel_Num]

那么为啥是这么写呢?不能是ADC_ConvertedValue[Channel_Num][Sample_Num]吗?

这个翻翻C语言的教材,C数组是按行存储的。加上ADC是轮流采样通道的,因此ADC_ConvertedValue[Sample_Num][Channel_Num]刚好每一列都是通道采样值。

 

5、DMA_Mode 的DMA_Mode_Circular与DMA_Mode_Normal 区别?

DMA_Mode_Normal ,普通模式: 在DMA传输结束时, DMA通道被自动关闭,进一步的DMA请求将不被满足。也就是说当传输结束时候,DMA就不工作了。要想工作要重新配置DMA。

DMA_Mode_Circular,循环模式:用于处理一个环形的缓冲区,每轮传输结束时数据传输的配置会自动地更新为初始状态, DMA传输会连续不断地进行。意思就是说,每次CNDTR变成0时候,就自动重新按照程序初始化时候的DMA配置再配置一遍。然后重新运行。

In circular mode, after the last transfer, the DMA_CNDTRx register is automatically reloaded

with the initially programmed value. The current internal address registers are reloaded with
the base address values from the DMA_CPARx/DMA_CMARx registers.

6、DMA中断时候,还在传数据吗?

DMA在循环模式时候,如果中断了,那么DMA还工作吗?答案是DMA仍然工作!

也就是说进入中断后,DMA还在传数据,ADC_ConvertedValue里的值还是变化的!

为什么?想想DMA是干什么的吧,中断是CPU的工作。DMA本来就和CPU没关系的。

 

未完…

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