无人问津也好，技不如人也罢，都应静下心来，去做该做的事。
最近在学STM32，所以也开贴记录一下主要内容，省的过目即忘。视频教程为江科大（改名江协科技），网站jiangxiekeji.com
本期开始学习DMA，直接存储器存取。DMA是一个数据转运小助手，它主要是用来协助CPU，完成数据转运的工作。
DMA简介
DMA这个外设，是可以直接访问STM32内部的存储器的，包括运行内存SRAM、程序存储器Flash和寄存器等等。DMA都有权限访问它们，所以DMA才能完成数据转运的工作。
下图这里外设，指的就是外设的寄存器。一般是外设的数据寄存器DR，Data Register，比如ADC的数据寄存器、串口的数据寄存器等等；这里存储器，指的就是是运行内存SRAM和程序存储器Flash，是我们存储变量数组和程序代码的地方。在外设和存储器或者存储器和存储器之间，进行数据转运，就可以使用DMA来完成。并且在转运的过程中，无须CPU的参与，CPU省下时间，就可以干一些其他的、更加专业的事情。搬运数据这种杂货，交给DMA就行了。
这个通道就是数据转运的路径，从一个地方移动到另一个地方，就需要占用一个通道。如果有多个通道进行转运，那它们之间可以各转各的，互不干扰。这就是DMA的通道。
每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发，这里如果DMA进行的是存储器到存储器的数据转运，比如我们想把Flash里的一批数据，转运到SRAM里去，那就需要软件触发了。使用软件触发之后，DMA就会一股脑地把这批数据，以最快的速度，全部转运完成这也是我们想要的效果；那如果DMA进行的是外设到存储器的数据转运，就不能一股脑的转运了，因为外设的数据是有一定时机的，所以这时我们就需要用硬件触发。比如转运ADC的数据，那就得ADC每个通道AD转换完成后，硬件触发一次DMA，之后DMA再转运，触发一次，转运一次。这样数据才是正确的，才是我们想要的效果。每个DMA的通道，它的硬件触发源是不一样的，你要使用某个外设的硬件触发源，就得使用它连接的那个通道，这是固定的。
存储器映像
既然DMA是在存储器之间进行数据转运的，那我们就应该要了解一下，STM32中都有哪些存储器以及这些存储器被安排到的起始地址。这里有个表，这个表就是STM32中所有类型的存储器。ROM就是只读存储器，是一种非易失性、掉电不丢失的存储器。RAM就是随机存储器，是一种易失性、掉电丢失的存储器。
先看ROM区，运行程序，一般也是从主闪存即Flash里面开始运行的，起始地址，也就是第一个字节的地址是0800这个。最终终地址是多少呢，这取决于它的容量，程序编到哪里，哪里就是最终地址。这就是主闪存的地址范围，你之后如果在软件里看到，某个数据的地址是0800开头的，那你就可以确定，它是属于主闪存的数据。
BootLoader程序是芯片出厂自动写入的，一般也不允许我们修改。
选项字节的位置是在ROM☒的最后面，你下载程序可以不刷新选项字节的内容，这样它里面的内容就不会变。选项字节里，存的主要是Flash的读保护、写保护，还有看门狗等等的配置。
再看RAM区，SRAM，地址开头是0x2000，也就是我们在程序中定义变量、数组、结构体的地方。
外设寄存器，也就是我们初始化各个外设，最终所读写的东西。它的存储介质其实也是SRAM。
内核外设就是NVIC和SysTick，内核外设和其他外设不是一个厂家设计的，所以它们的地址也是分开的。
DMA框图
左上角这里是Cortex-M3内核，里面包含了CPU和内核外设等等，剩下的这所有东西，你都可以把它看成是存储器，所以总共就是CPU和存储器两个东西。各个外设，都可以看成是寄存器，也是一种SRAM存储器。一方面，CPU可以对寄存器进行读写，就像读写运行内存一样；另一方面，寄存器的每一位背后，都连接了一根导线，这些导线可以用于控制外设电路的状态。比如置引脚的高低电平、导通和断开开关、切换数据选择器，或者多位组合起来，当做计数器、数据寄存器，等等等等。所以，寄存器是连接软件和硬件的桥梁。
使用DMA进行数据转运，就是从某个地址取内容，再放到另一个地址去。
框图中，总线矩阵的左端，是主动单元，也就是拥有存储器的访问权。右边这些，是被动单元，它们的存储器只能被左边的主动单元读写。主动单元这里，内核有DCode和系统总线，可以访问右边的存储器。其中DCode总线是专门访问Flash的，系统总线是访问其他东西的。
可以看到DMA1有7个通道，各个通道可以分别设置它们转运数据的源地址和目的地址，这样它们就可以独立工作了。
接着DMA1里有个仲裁器，这个是因为。虽然多个通道可以独立转运数据，但是最终DMA总线只有一条，所以所有的通道都只能分时复用这一条DMA总线。如果产生了冲突，那就会由仲裁器，根据通道的优先级，分先用后用。另外在总线矩阵这里，也会有个仲裁器，如果DMA和CPU都要访问同一个目标。那么DMA就会暂停CPU的访问，以防上冲突，不过总线仲裁器仍然会保证CPU得到一半的总线带宽，使CPU能正常工作。
DMA1里还有个AHB从设备，因为DMA作为一个外设，它自己也会有相应的配置寄存器，这里连接在了总线右边的AHB总线上。所以DMA，即是总线矩阵的主动单元，可以读写各种存储器；也是AHB总线上的被动单元。CPU可以通过AHB总线对DMA进行控制。
DMA请求，用手硬件触发DMA的数据转运。
总之就是CPU或者DMA直接访问Flash的话，是只可以读而不可以写的。然后SRAM是运行内存，可以任意读写，没有问题。外设寄存器的话，得看参考手册里面的描述。有的寄存器是只读的，有的寄存器是只写的，不过我们主要用的是数据寄存器，数据寄存器都是可以正常读写的。
DMA基本结构
如果想编写代码实际去控制DMA的话，那这个图就是必不可少的了，上面的DMA框图只是笼统的介绍。
下图左边是外设寄存器（后面简称外设）站点，右边是存储器站点，包括Flash和SRAM。那在这里可以看到，DMA的数据转运，可以是从外设到存储器，也可以从存储器到外设，具体是向左还是向右，有一个方向的参数，可以进行控制。另外，还有一种转运方式，就是存储器到存储器。比如FIash到SRAM或者SRAM到SRAM，这两种方式。因为Flash是只读的，所以DMA不可以进行SRAM到Flash，或者Flash到Flash的转运操作。
外设和存储器这两个站点都有三个参数，第一个是起始地址，有外设端的起始地址，和存储器端的起始地址。这两个参数决定了数据是从哪里来，到哪里去的。第二个参数是数据宽度，这个参数的作用是，指定一次转运要按多大的数据宽度来进行。它可以选择字节Byte、半字HalfWord和字Word，字节就是8位，也就是一次转运一个uint8_t，这么大的数据。半字是16位，就是一次转运一个uint16_t，这么大。字是32位，就是一次转运uint32_t，这么大。比如转运ADC的数据，ADC的结果是uint16_t这么大，所以这个参数就要选择半字，一次转运一个uit16_t，这样才对。然后第三个参数，是地址是否自增。这个参数的作用是，指定一次转运完成后，下一次转运，是不是要把地址移动到下一个位置去，这就相当于是指针，p++，这个意思。比做如ADC扫描模式，用DMA进行数据转运，外设地址是ADC_DR寄存器，寄存器这边显然地址是不用自增的，存储器这边，地址就需要自增，每转运一次，就往后挪一个坑，要不然下次再转就把上次的覆盖掉了。
传输计数器，这个东西就是用来指定，我总共需要转运几次的。这个传输计数器是一个自减计数器，比如你给它写一个5，那DMA就只能进行5次数据转运。当传输计数器减到0之后，DMA就不会再进行数据转运了；另外，它减到0之后，之前自增的地址，也会恢复到起始地址的位置，以方便之后DMA开始新一轮的转运。
在传输计数器的右边，有一个自动重装器。这个自动重装器的作用就是，传输计数器减到0之后，是否要自动恢复到最初的值，比做如最初传输计数器给5，如果不使用自动重装器，那转运5次后，DMA就结束了。如果使用自动重装器，那转运5次，计数器减到0后，就会立即重装到初始值5。这个就是自动重装器，它决定了转运的模式。如果不重装，就是正常的单次模式；如果重装，就是循环模式。比如如果你想转运一个数组，那一般就是单次模式，转运一轮就结束了；如果是ADC扫描模式+连续转换，那为了配合ADC，DMA也需要使用循环模式。
最下面是DMA的触发部分，触发就是决定DMA需要在什么时机进行转运的。触发源，有硬件触发和软件触发，具体选择哪个，由M2M这个参数决定。M2M就是Memory to Memory，因为2的英文two和to同音，所以M2M就是M To M，存储器到存储器的意思。当我们给M2M位1时，DMA就会选择软件触发，这个软件触发并不是调用某个函数一次，触发一次，它这个软件触发的执行逻辑是，以最快的速度，连续不断地触发DMA，争取早曰把传输计数器清零，完成这一轮的转换。和我们之前外部中断和ADC的软件触发可能不太一样。那这里的软件触发和循环模式，不能同时用，因为软件触发就是想把传输计数器清零，循环模式是清零后自动重装传输计数器，如果同时用的话，那DMA就停不下来了。软件触发一般适用于存储器到存储器的转运，硬件触发源可以选择ADC、串口、定时器等等，使用硬件触发的转运，一般都是与外设有关的转运。硬件触发一般需要一定时机，比如ADC转换完成、串口收到数据、定时时间到等等，传一个信号过来，来触发DMA进行转运。
开关控制，也就是DMA_Cmd函数，当给DMA使能后，DMA就准备就绪，可以进行转运了。
DMA转运有几个条件：第一，就是开关控制，DMA_Cmd必须使能；第二，就是传输计数器必须大于0；第三，就是触发源，必须有触发信号。触发一次，转运一次，传输计数器自减一次。当传输计数器等手0，且没有自动重装时，这时无论是否触发，DMA都不会再进行转运了。此时就需要DMA_Cmd，给DISABLE，关闭DMA，再为传输计数器写入一个大于0的数，再DMA_Cmd，给ENABLE，开启DMA，DMA才能继续工作。注意一下，写传输计数器时，必须要先关闭DMA，再进行，不能在DMA开启时，写传输计数器，这是手册里的规定。
DMA请求（即触发）
请求源和通道都是一一对应的，也就是说通道几和外部的GPIO口是固定的。
因此使用硬件触发的话，只能根据外设选择特定的通道，比做如你要使用ADC，那会有库函数叫ADC_DMACmd，必须使用这个库函数开启ADC1的这路输出，它才有效。如果想选择定时器2的通道3，那也会有个TIM_DMACmd函数，用来进行DMA输出控制；
而如果使用软件触发的话，那通道就可以任意选择了，因为每个通道的软件触发都是一样的。
之后，DMA1这7个触发源，进入到仲裁器，进行优先级判断，最终产生内部的DMA1请求。这个优先级的判新，类以于中断的优先级，默认优先级是通道号越小优先级越高，当然也可以在程序中配置优先级。
数据宽度与对齐
DMA转运的源数据和目标数据不一样时，怎么处理？
如果你把小的数据转到大的里面去高位就会补0，如果把大的数据转到小的里面去那高位就会舍弃掉。
例子（数据转运+DMA）
那在这个任务里，外设地址显然应填DataA数组的首地址，存储器地址给DataB数组的首地址，然后数据宽度，两个数组的类型都是uint8_t，所以数据宽度都是按8位的字节传输。两个数组的位置一一对应，所以地址要自增。
那这里显然就是外设站点转运到存储器站点了，当然如果你想把DataB的数据转运到DataA，那可以把方向参数换过来。然后是传输计数器和是否要自动重装，在这里，显然要转运7次，所以传输计数器给7，自动重装暂时不需要。之后触发选择部分，选择软件触发，因为这是存储器到存储器的数据转运，是不需要等待硬件时机的，尽快转运完成就行了。那最后，调用DMA_Cmd，给DMA使能。
这样数据就会从DataA转运到DataB了，转运7次之后，传输计数器自减到0，DMA停止，转运完成，这里的数据转运是一种复制转运，转运完成后DataA的数据并不会消失。
例子（ADC扫描模式+DMA）
左边是ADC扫描模式的执行流程，在这里有7个通道，触发一次后，7个通道依次进行AD转换，然后转换结果都放到ADC_DR数据寄存器里面。那我们要做的就是，在每个单独的通道转换完成后，进行一个DMA数据转运，并且目的地址进行自增，这样数据不会被覆盖。
所以这里DMA的配置就是：外设地址，写入ADC_DR这个寄存器的地址；存储器的地址，可以在SRAM中定义一个数组ADValue，然后把ADValuef的地址当做存储器的地址；之后数据宽度，因为ADC_DR和SRAM数组，我们要的都是uint_16的数据，所以数据宽度都是16位的半字传输；地址是否自增，那从这个图里，显然是外设地址不自增，存储器地址自增；传输方向，是外设站点到存储器站点；传输计数器，这里通道有7个，所以计数7次；计数器是否自动重装，这里可以看ADC的配置，ADC如果是单次扫描，那DMA的传输计数器可以不自动重装，转换一轮就停止。如果ADC是连续扫描，那DMA就可以使用自动重装，在ADC启动下一轮转换的时候，DMA也启动下一轮的转运；最后是触发选择，这里ADC_DRI的值是在ADC单个通道转换完成后才会有效，所以DMA转运的时机，需要和ADC单个通道转换完成同步，所以DMA的触发要选择ADC的硬件触发，在ADC扫描模式下，虽然单个通道转换完成后，不产生任何标志位和中断，但是它会产生DMA请求，去触发DMA转运。这就是大致流程。
一般来说，DMA最常见的用途就是配合ADC的扫描模式，因为ADC扫描模式有个数据覆盖的特征，或者可以说这个数据覆盖的问题是ADC固有的缺陷，这个缺陷使ADC和DMA成为了最常见的伙伴。ADC对DMA的需求是很强烈的，DMA对其他外设可能只是锦上添花。
两个程序现象
DMA数据转运
在这个程序里，我们将使用DMA，进行存储器到存储器的数据转运。也就是把一个数组里面的数据，复制到另一个数组里。这里先定义了一个数组DataA，里面存的是1、2、3、4，作为待转运的源数据。然后下面再定义一个数组DataB，里面存的是4个0，作为转运数据的目的地。之后我们将会写一个模块，叫MyDMA。然后MyDMA初始化，把源数组和目的数组的地址传进去，再传入转运数据的长度4，接着执行主循环的流程。
第一步，自增，变化一下源数组DataA的测试数据。
第二步，显示一下DataA和DataB，然后延时一秒，方便观看。
第三步，调用一下MyDMA_Transfer函数，使用DMA进行数据转运。和主程序里直接使用for循环，使用CPU一个个手动地转运数据，效果是一样的。
接着最后，再显示一下DataA和DataB，看一下数据是不是从DataA转运到了DataB。
这里第一行是DataA，右边是DataA数组的地址。第二行就是DataAl的源数据了，每隔两秒变一次。第三行是DataB，右边是DataB数组的地址。最后一行，是DataB的目的地数据。
可以看到，DataA每变一次，Delay1秒后，数据就转运到了DataB。这个转运过程，就是由DMA来完成的。你也可以定义100个、1000个等等数据，然后使用DMA来进行转运，都是可以的。这是第一个程序的现象。
DMA+AD多通道
用ADC的扫描模式来实现多通道采集，然后使用DMA来进行数据转运。最终，AD转换的数据就会直接自动地跑到我们定义的数组里面来，之后我们就只需要用OLED显示一下就行了。看上去就很方便。
这个硬件电路和程序现象和上一节的AD多通道都是一模一样的，也是测量PA0~PA3这4个通道的模拟量。就只是在STM32端，使用了扫描模式，并且加了DMA转运数据。