我之前发过帖子,阐述自己的单片机的理解。我记得我说过,单片机的本质就是完成不同部件之间的数据传送。这里所说的部件,按照广义理解,除了指单片机本身配置的外设(如UART、IIC、SPI、GPIO、AD、DMA等)外,还包括单片机内部处理用以及控制用的寄存器。打个比方哈,如果把一栋楼房理解成一个单片机的话,单片机内部的寄存器就像这个楼里的一个个房间,楼梯道、电梯就是总线,是通往一个个房间的通道。房间是有房间号的,这个房间号,你可以理解为寄存器地址。单片机通过中央处理器协调着数据的传送,就像我们在楼里的不同房间之间搬东西。如果我们想把东西从一个房间挪到另一个房间,按照正常的做法,就是搬东西挪出房间,通过楼梯道或者电梯(就是通过总线),再挪到另一个房间。为了不影响其他人使用楼道和电梯,以及自动实现批量的传送,于是发明了DMA这个设备。
DMA是英文“Direct Memory Access”,直译就是直接访问内存。就是不用通过中央处理器就能直接访问内存空间的意思,这里说的访问就是指“读写”。因此,我们把DMA理解为新增的特殊通道,直接对应传送源和传送目的地的特殊通道。有了这个通道,我们可以在不使用中央处理器的前提下,实现批量的数据传送。这种传送肯定不是为了传送一个基本单位的数据而设置的,而是为了传输很多数据而准备的。举个例子哈,比如我们知道一般单片机都有显示装置,通常这个装置有数码管、LED、液晶。图形点阵液晶的显示,一般都需要传送大量数据,尤其是显示图片、视频之类的数据。如果让中央处理器来处理这些数据的传送,无疑会占用大量的时间,而用DMA传送的话,就可以让DMA替你完成这个传送,而把中央处理器空出来,干别的活。
为了使用DMA,一般要做以下设置:
1、设置DMA访问的数据来源地址
2、设置DMA访问的数据来源的数据格式(字节:8位、半字:16位、字:32位),这个数据格式和单片机类型有关系。就像对于不同类型的CPU,C编译器对于整形数据的定义也可能是不一样的。
3、设置DMA访问的数据目标地址
4、设置DMA访问的数据目标的数据格式
5、设置DMA要传送的数据量大小
6、设置数据来源地址和数据目标地址是否需要自动加1。即每传送完一个基本数据单位,地址是否自动加一,指向下一个地址。
7、设置DMA传输通道优先级
8、设置DMA是否产生中断以及产生的条件
作为一个最简单的应用例子,我们使用DMA传送实现流水灯处理。流水灯(后面我们用LED代替)的处理,就是让LED在不同时间里,按照指定的规律完成亮灭,比如依次点亮。我们只需要控制连接LED的单片机通用接口,按照指定规律、间隔一定时间输出0/1实现。传统做法就是让中央处理器,间隔一定时间向关联的IO口的寄存器发送有规律数据。如果没有其他活干,就让中央处理一直这样处理流水灯数据的传送,没有任何问题。但如果还有许多其他重要任务要做的话,就需要让中央处理器空出来。这个时候,使用DMA就比较合适了。我们把要发送的数据预先组织起来,保存在内存中,然后初始化DMA设备,设置好传送源和目标地址、数据量等控制信息,启动DMA处理就可以了。然后中央处理器就可以干别的去,不用管流水灯数据的传送了。