1，DMA控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

STM32中的DMA控制器是一種用于在外設(shè)和存儲(chǔ)器之間傳輸數(shù)據(jù)的專用硬件。DMA控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵部分：

通道： DMA控制器可以有多個(gè)通道，每個(gè)通道獨(dú)立管理一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。通道的數(shù)量取決于具體的STM32型號(hào)，每個(gè)通道可以獨(dú)立配置，使得DMA可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。

數(shù)據(jù)傳輸方向寄存器： 該寄存器用于配置數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，可以設(shè)置為從外設(shè)到存儲(chǔ)器（Memory-to-Memory）、從外設(shè)到存儲(chǔ)器（Peripheral-to-Memory）、從存儲(chǔ)器到外設(shè)（Memory-to-Peripheral）等不同方向。

地址寄存器： DMA控制器有兩個(gè)地址寄存器，一個(gè)用于配置外設(shè)地址，另一個(gè)用于配置存儲(chǔ)器地址。這些寄存器存儲(chǔ)了傳輸數(shù)據(jù)的源地址和目的地址。

傳輸計(jì)數(shù)寄存器： 該寄存器用于設(shè)置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，即希望傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的數(shù)量。傳輸計(jì)數(shù)寄存器的值遞減或遞增，直到傳輸完成。

傳輸模式寄存器： DMA控制器支持不同的傳輸模式，例如循環(huán)模式、塊傳輸模式、內(nèi)存自增/自減等。傳輸模式寄存器用于配置這些傳輸模式。

優(yōu)先級(jí)寄存器： 當(dāng)多個(gè)通道同時(shí)請(qǐng)求DMA服務(wù)時(shí)，通過優(yōu)先級(jí)寄存器可以配置通道的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)高的通道將獲得DMA控制權(quán)。

中斷和事件寄存器： DMA控制器支持中斷，用于在數(shù)據(jù)傳輸完成或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)通知CPU。相關(guān)寄存器用于配置和監(jiān)視中斷和事件狀態(tài)。

配置寄存器： DMA控制器有一些配置寄存器，用于配置DMA的工作模式、觸發(fā)條件、錯(cuò)誤處理等。

狀態(tài)寄存器： 用于存儲(chǔ)DMA通道的狀態(tài)信息，例如傳輸完成、半傳輸?shù)葼顟B(tài)。

2，DMA處理過程

DMA的處理過程涉及以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟，這些步驟描述了DMA如何從源地址傳輸數(shù)據(jù)到目的地址，而無需CPU的干預(yù)：

通道配置： DMA控制器可以有多個(gè)通道，每個(gè)通道獨(dú)立管理一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。首先，需要配置DMA通道，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?、源和目的地址、傳輸?shù)據(jù)量等參數(shù)。

源和目的地址設(shè)置： 配置DMA的源地址和目的地址，分別指定數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠鹗键c(diǎn)和目標(biāo)存儲(chǔ)位置。

傳輸數(shù)量設(shè)置： 配置傳輸計(jì)數(shù)寄存器，確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的數(shù)量。這個(gè)值在傳輸過程中遞減或遞增，直到傳輸完成。

傳輸模式設(shè)置： 配置傳輸模式寄存器，選擇傳輸模式。常見的傳輸模式包括循環(huán)模式、塊傳輸模式、內(nèi)存自增/自減等。

啟動(dòng)DMA傳輸： 當(dāng)DMA的配置完成后，通過軟件或外部觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)DMA傳輸。DMA控制器將開始在指定通道上執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。

數(shù)據(jù)傳輸： DMA控制器根據(jù)配置的參數(shù)，從源地址讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)寫入目的地址。這一過程在不需要CPU干預(yù)的情況下進(jìn)行。

中斷和事件處理： 如果配置了中斷，DMA在傳輸完成時(shí)可以生成中斷請(qǐng)求。CPU可以通過中斷服務(wù)例程處理傳輸完成事件，執(zhí)行相關(guān)的操作。另外，DMA還可以在傳輸完成或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)生成事件，用于觸發(fā)其他模塊的操作。

傳輸結(jié)束： DMA控制器監(jiān)視傳輸計(jì)數(shù)寄存器，當(dāng)傳輸計(jì)數(shù)達(dá)到零時(shí)，傳輸完成。在某些情況下，可以在傳輸完成時(shí)產(chǎn)生傳輸完成事件，通知相關(guān)模塊傳輸已經(jīng)結(jié)束。

3，DMA中斷

DMA中斷是指在DMA（Direct Memory Access）傳輸過程中，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成或者發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，DMA控制器產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，通知CPU進(jìn)行相應(yīng)的處理。DMA中斷允許CPU在數(shù)據(jù)傳輸階段結(jié)束時(shí)或者在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行特定的中斷服務(wù)例程，以便對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿蔂顟B(tài)進(jìn)行處理或進(jìn)行錯(cuò)誤處理。

在使用DMA時(shí)，可以配置DMA中斷，以便在以下情況之一發(fā)生時(shí)通知CPU：

傳輸完成中斷： 當(dāng)DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，DMA控制器產(chǎn)生傳輸完成中斷請(qǐng)求。這時(shí)，CPU可以執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)例程，處理傳輸完成后的操作，如數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)更新等。

半傳輸中斷： 在一些DMA控制器中，還可以配置半傳輸中斷，即在傳輸完成一半數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。這對(duì)于一些特殊的數(shù)據(jù)傳輸場景可能會(huì)有用。

錯(cuò)誤中斷： 如果在DMA傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤，例如總線錯(cuò)誤或存儲(chǔ)器溢出，DMA控制器可以產(chǎn)生錯(cuò)誤中斷請(qǐng)求。CPU可以通過錯(cuò)誤中斷服務(wù)例程來處理這些錯(cuò)誤，采取相應(yīng)的措施。

DMA中斷的使用可以提高系統(tǒng)的靈活性和可靠性。通過合理配置DMA中斷，可以在不占用CPU時(shí)間的情況下及時(shí)獲取數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的處理。配置DMA中斷的具體步驟包括：

使能DMA中斷： 在DMA控制寄存器中，通常有一個(gè)使能中斷的位，設(shè)置為1表示允許產(chǎn)生中斷。

配置中斷優(yōu)先級(jí)： 在中斷控制器中，配置DMA中斷的優(yōu)先級(jí)，以確保在多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，能夠按照優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行響應(yīng)。

編寫中斷服務(wù)例程： CPU需要編寫中斷服務(wù)例程，以定義在中斷發(fā)生時(shí)要執(zhí)行的操作。這可以包括數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)更新、錯(cuò)誤處理等。

4，DMA映射

DMA中斷映射是指將DMA（Direct Memory Access）傳輸?shù)闹袛嗾?qǐng)求映射到特定的中斷線上，以便在中斷控制器中進(jìn)行管理和處理。在某些DMA控制器中，可以配置DMA中斷映射，以確定DMA傳輸完成或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)觸發(fā)的中斷是哪一個(gè)中斷線上的中斷。

為了更好地理解DMA中斷映射，以下是一些相關(guān)的概念：

中斷線： 中斷線是連接外設(shè)或模塊到中斷控制器的通道。每個(gè)中斷線上可以連接多個(gè)中斷源，中斷控制器可以通過中斷優(yōu)先級(jí)和中斷屏蔽來決定哪個(gè)中斷源獲得服務(wù)。

DMA通道： DMA控制器有多個(gè)通道，每個(gè)通道負(fù)責(zé)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，DMA通道可以產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。

DMA中斷映射： DMA中斷映射允許將DMA通道的中斷請(qǐng)求映射到特定的中斷線上。這樣，CPU就可以通過中斷控制器管理和處理DMA通道產(chǎn)生的中斷。

中斷控制器配置： 在某些STM32系列微控制器中，中斷控制器（NVIC）提供了中斷線的配置和管理功能。通過配置中斷線，可以確定DMA中斷映射到哪個(gè)中斷線上，以及中斷線的優(yōu)先級(jí)等參數(shù)。

下面是一個(gè)簡化的例子，說明DMA中斷映射的可能配置：

#include"stm32f4xx_hal.h"
void DMA_Configuration(void) { // 初始化 DMA 結(jié)構(gòu)體 DMA_HandleTypeDef dma_handle; dma_handle.Instance = DMA1_Stream0; dma_handle.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0; dma_handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY; dma_handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE; dma_handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; dma_handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; dma_handle.Init.MemDataAlignment=DMA_MDATAALIGN_WORD; dma_handle.Init.Mode=DMA_NORMAL; dma_handle.Init.Priority=DMA_PRIORITY_HIGH; //關(guān)聯(lián)DMA句柄與DMA控制器 HAL_DMA_Init(&dma_handle); //關(guān)聯(lián)DMA句柄與源、目的地地址 HAL_DMA_Start(&dma_handle,(uint32_t)sourceBuffer,(uint32_t)destinationBuffer,BUFFER_SIZE); //配置DMA中斷映射 HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream0_IRQn,0,0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream0_IRQn);}