[CH32V003 DMA] ตอนที่ 2 วิธีการใช้งาน DMA และขั้นตอนการเขียนโปรแกรมเพื่อใช้งาน

หลักการทำงานของ DMA

โดยปกติแล้ว เวลาที่เราต้องย้ายข้อมูล เช่น:

• อ่านข้อมูลจาก USART แล้วบันทึกใน RAM
• หรือ อ่านข้อมูลจาก ADC แล้วเก็บใน Buffer

ถ้าไม่มี DMA: CPU จะต้องอ่านข้อมูลทีละ Byte/Word แล้วเขียนไปยังเป้าหมายเอง → กินเวลาของ CPU มาก

แต่ถ้ามี DMA: CPU แค่ตั้งค่าครั้งเดียว → แล้วปล่อยให้ DMA ทำงานแทน → CPU ว่างไปทำงานอย่างอื่นได้ทันที

ประเภทการโอนข้อมูลของ DMA

1. Peripheral-to-Memory
   ตัวอย่างเช่น: ADC อ่านค่ามา → เขียนลง RAM อัตโนมัติ
2. Memory-to-Peripheral
   ตัวอย่างเช่น: ส่งข้อมูลใน RAM ออก USART โดยอัตโนมัติ
3. Memory-to-Memory
   ตัวอย่างเช่น: คัดลอกข้อมูลจากที่อยู่หนึ่งใน RAM ไปอีกที่หนึ่งใน RAM โดยตรง

จุดเด่นของการใช้ DMA

• ลดภาระ CPU: เพราะ CPU ไม่ต้องย้ายข้อมูลเอง
• โอนข้อมูลเร็วขึ้น: เพราะ DMA ทำการย้ายแบบต่อเนื่องในฮาร์ดแวร์
• เหมาะกับงานที่ต้องโอนข้อมูลปริมาณมากหรือต่อเนื่อง เช่น:
  • Streaming ข้อมูล
  • การอ่านเซ็นเซอร์อย่างต่อเนื่อง
  • การสื่อสารข้อมูลจำนวนมากผ่าน USART/SPI/I2C

สรุปเปรียบเทียบ

สรุปการใช้งาน DMA (Direct Memory Access) และขั้นตอนการเขียนโปรแกรมใช้งานบน CH32V003

1. ข้อมูลพื้นฐานของ DMA บน CH32V003

• มี DMA Controller จำนวน 1 ชุด
• รองรับ 7 Channels
• รองรับรูปแบบการโอนข้อมูล:
  • Memory-to-Memory
  • Peripheral-to-Memory
  • Memory-to-Peripheral
• รองรับ Ring Buffer (โหมดวนซ้ำ)
• Peripheral ที่รองรับ DMA ได้แก่:
  • USART
  • I2C
  • SPI
  • ADC
  • TIMx (Timer)

เป้าหมาย คือให้ CPU ไม่ต้องทำการย้ายข้อมูลเอง → ลดภาระงานของ CPU และเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ

2. ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมใช้งาน DMA

(1) เปิดใช้งาน Clock ของ DMA

ต้องเปิด Clock ให้โมดูล DMA ก่อนใช้งาน โดยใช้ฟังก์ชัน SDK เช่น RCC_AHBPeriphClockCmd()

(2) ตั้งค่าโครงสร้างข้อมูล DMA_InitTypeDef

ใช้งานโครงสร้าง DMA_InitTypeDef เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น:

• ที่อยู่ต้นทาง (Source Address)
• ที่อยู่ปลายทาง (Destination Address)
• ทิศทางการโอน (Direction)
• ขนาดข้อมูลแต่ละครั้ง (Data Size)
• จำนวนข้อมูลทั้งหมด (Transfer Size)
• โหมด (Normal/ Circular)
• การเพิ่ม Address (Increment Mode)

ตัวอย่างโครงสร้าง

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(USART1->DATAR); // Peripheral source/destination 
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)RxBuffer; // RAM source/destination 
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // ทิศทาง 
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 64; // ขนาดข้อมูล DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = 
DMA_PeripheralInc_Disable; // Peripheral ไม่ต้องเพิ่ม Address 
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // RAM ต้องเพิ่ม Address 
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; 
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; 
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; 
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

(3) เปิดใช้งาน DMA Channel

เมื่อตั้งค่าพร้อมแล้ว เปิด DMA Channel ด้วยฟังก์ชัน DMA_Cmd() เช่น:

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

(4) จัดการ Interrupt (ถ้าต้องการ)

หากต้องการใช้งาน DMA Interrupt เช่น เมื่อโอนข้อมูลเสร็จสิ้น ให้:

• เปิดใช้งาน Interrupt
• เขียนฟังก์ชัน ISR (Interrupt Service Routine)

ตัวอย่างเปิด Interrupt:

DMA_ITConfig(DMA1_Channel1, DMA_IT_TC, ENABLE);

ใน ISR:

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) {
 if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1)) { 
     DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1); 
     // ใส่โค้ดหลังโอนข้อมูลเสร็จ 
 } 
}

3. สรุปขั้นตอนแบบลำดับ

1. เปิด Clock ให้ DMA
2. เตรียมข้อมูลที่ต้องโอน (Buffer / Peripheral)
3. กำหนดค่า DMA_InitTypeDef
4. เรียก DMA_Init() เพื่อลงทะเบียนการตั้งค่า
5. เปิดใช้งาน DMA Channel (DMA_Cmd(ENABLE))
6. (ถ้าจำเป็น) เปิด DMA Interrupt และเขียนฟังก์ชัน IRQ Handler
7. เริ่มการโอนข้อมูล (Peripheral จะ trigger DMA ตามเงื่อนไข)

หมายเหตุพิเศษ

• ต้องแน่ใจว่า Peripheral ที่เกี่ยวข้อง (USART/SPI/ADC ฯลฯ) เปิด DMA Request ก่อน เช่น USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
• ต้องระวังเรื่อง Size Alignment เช่น Peripheral/Memory ขนาดไม่ตรงกัน อาจทำให้ DMA Error ได้