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STM32 DMA理解(三)  

2012-01-10 16:28:35|  分类: ARM7-STM32 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   SMT32系列微控制器低端型号中仅包含DMA1,支持7个通道;高端型号还包括DMA2,支持5个通道。它的每个通道可任意指定工作模式,如内存到内存、内存到外设或外设到内存等。当涉及到外设时,一般是由外设来触发DMA的一次传输,如串口收到数据的标志位可触发DMA.

  DMA的每次传输都分为4个阶段:申请仲裁、地址计算、总线存取和应答。除总线存取阶段,其他3个阶段都只需要一个系统周期,并且不占用总线,可在DMA控制器内部并发地执行。总线存取阶段,每个字(4字节)的传输需要3个系统周期。DMACPU工作在交替方式下,不会相互阻塞。DMA各个通道可独立设置优先级,当访问同一资源时高优先级通道先获得资源。

采用时钟的4个比较/捕获通道加DMA可以产生出4路不同频率和占空比的方波。这里为简化篇幅,只列出了产生一路方波的代码。基本原理是:将时钟的4个通道设置为反转模式(即计数器与比较捕获寄存器相等时,其对应的CPU引脚电平发生反转),设置计数器为向上计数到0xFFFF的模式;然后预先计算好需要引脚反转的时刻,并使能对应通道的DMA请求。这样,当计数器与比较/捕获寄存器的值相等时,由DMA将下一个需要引脚电平反转的时刻送入到比较/捕获寄存器。

这里将DMA设置为从内存到外设的半字(2个字节)环形传输。开启DMA全满和半满中断,在中断处理函数中不断填充新的时刻值,即可保证产生的波形不间断。假设存放时刻值的缓冲长度为N,则每N/2个点才中断一次,这样CPU就不需要频繁进入中断,执行效率比较高。由此也可以看出,缓冲越大,对中断响应的实时性要求也越低,当然这时中断的处理时间也越长。以下为示例代码:

需要注意的是,比较/捕获寄存器的预加载功能必须禁止掉。我们需要的是写入比较/捕获寄存器的值立即与计数器相比较输出,而无需等待一个更新事件。

采用DMA+TIMx的方式来捕获上升沿和下降沿时刻,有利于提高系统的实时性和执行效率。通过TIMx的捕获功能将方波的电平跳变时刻记录在比较/捕获寄存器中,然后DMA将该值自动传输到内存,只有当DMA触发半满或全满事件时CPU才需要进入中断处理数据。通过记录方波的上升沿和下降沿时刻,然后将两个时刻相减,进而就能得到所有低沿和高沿的宽度,最后进行后续的分析处理。这种方式下中断频率仅为方波频率的4/N(N为缓冲区大小)

测试中STM32系列微控制器工作在36 MHz,可产生出1路最高1.5 MHz的方波,可捕获1 MHz的方波,而此时CPU的执行几乎不受影响。这里采用DMA来实现方波的产生和捕获,极大地提高了系统的实时性和执行效率,减少了中断次数,节省了宝贵的资源。这种方案也可以用来实现高效的模拟串口。另外,若有多个DMA同时工作,应考虑最坏情况下DMA的响应时间,以避免错误发生。

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