MSP430程序庫十四DMA程序庫

-.z.MSP430程序庫<十四>DMA程序庫直接存儲(chǔ)器存取(DMADirectMemoryAccess)方式是用硬件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間或存儲(chǔ)器與I\O設(shè)備之間直接進(jìn)展高速數(shù)據(jù)傳送，不需要CPU的干預(yù)。這種方式通常用來傳送數(shù)據(jù)塊。MSP430f16*系列單片機(jī)內(nèi)部含有DMA模塊，而且?guī)缀鮾?nèi)部所有外設(shè)都可以觸發(fā)DMA開場(chǎng)存取數(shù)據(jù)。這里實(shí)現(xiàn)了這個(gè)模塊的程序通用的函數(shù)庫，方便使用。硬件介紹：MSP430F15*/16*系列單片機(jī)具有DMA控制器，從而能夠?yàn)閿?shù)據(jù)高速傳輸提供保證。例如，通過DMA控制器可以直接將ADC轉(zhuǎn)換存貯器的內(nèi)容傳到RAM單元。MSP430系列單片機(jī)擴(kuò)展的DMA具有來之所有外設(shè)的觸發(fā)器，不需要CPU的干預(yù)即可提供先進(jìn)的可配置的數(shù)據(jù)傳輸能力，從而加速了基于MCU的信號(hào)處理進(jìn)程，DMA傳輸?shù)挠|發(fā)來源對(duì)CPU來說是完全透明的，DMA控制器可在內(nèi)存與外部及外部硬件之間進(jìn)展準(zhǔn)確的傳輸控制。DMA消除了數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間以及各種開銷，從而可以解放16為RISCCPU，以便其將更多的時(shí)間用于處理數(shù)據(jù)，而非執(zhí)行正在處理的任務(wù)。MSP430F16*系列單片機(jī)的DMA模塊有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳送不需要CPU介入，完全由DMA控制器自行管理。在整個(gè)地址空間范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，塊方式傳輸可達(dá)65536字節(jié)；能夠提高片內(nèi)外設(shè)數(shù)據(jù)吞吐能力，實(shí)現(xiàn)高速傳輸，每個(gè)字或者字節(jié)的傳輸僅需要2個(gè)MCLK；減少系統(tǒng)功耗，即使在片內(nèi)外設(shè)進(jìn)展數(shù)據(jù)輸入或輸出時(shí)，CPU也可以處于超低功耗模式而不需喚醒；字節(jié)和字?jǐn)?shù)據(jù)可以混合傳送：DMA傳輸可以是字節(jié)到字節(jié)、字到字、字節(jié)到字或者字到字節(jié)。當(dāng)字到字節(jié)傳輸時(shí)，只有字中較低字節(jié)能夠傳輸，當(dāng)從字節(jié)到字傳輸時(shí)，傳輸?shù)阶值牡妥止?jié)，高字節(jié)被自動(dòng)清零；四種傳輸尋址模式：固定地址到固定地址、固定地址到塊地址、塊地址到固定地址以及塊地址到塊地址；觸發(fā)方式靈活：邊沿或者電平觸發(fā)。單個(gè)、塊或突發(fā)塊傳輸模式：每次觸發(fā)DMA操作，可以根據(jù)需要傳輸不同規(guī)模的數(shù)據(jù)DMA的四種尋址模式如下列圖所示：DMA控制器模塊：3個(gè)獨(dú)立的傳輸通道：通道0、通道1和通道2。每個(gè)通道都有源地址存放器、目的地址存放器、傳送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度存放器和控制存放器。每個(gè)通道的觸發(fā)請(qǐng)求可以分別允許和制止；可配置的通道優(yōu)先權(quán)：優(yōu)先權(quán)裁決模塊，傳輸通道的優(yōu)先級(jí)可以調(diào)整，對(duì)同時(shí)有觸發(fā)請(qǐng)求的通道進(jìn)展優(yōu)先級(jí)裁決，確定哪個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)最高。MSP430的DMA控制器可以采用固定優(yōu)先級(jí)，還可以采用循環(huán)優(yōu)先級(jí)。程序命令控制模塊，每個(gè)DMA通道開場(chǎng)傳輸之前，CPU要編程給定相關(guān)的命令和模式控制，以決定DMA通道傳輸?shù)念愋?；可配置的傳送觸發(fā)器：觸發(fā)源選擇模塊，DMAREQ〔軟件觸發(fā)〕、Timer_ACCR2輸出、Timer_BCCR2輸出、I2C數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)備好、I2C數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備好、USART接收發(fā)送數(shù)據(jù)、DAC12模塊DAC12IFG、ADC12模塊的ADC12IFG*、DMA*IFG、DMAE0外部觸發(fā)源。并且還具有觸發(fā)源擴(kuò)大能力。DMA有六種傳輸模式：?jiǎn)巫只蛘邌巫止?jié)傳輸；塊傳輸；突發(fā)塊傳輸；重復(fù)單字或者單字節(jié)傳輸；重復(fù)塊傳輸；重復(fù)突發(fā)塊傳輸。前三個(gè)，傳輸完成后DMAEN自動(dòng)復(fù)位；再次傳輸時(shí)需要重新置位DMAEN位以使能DMA通道。后三個(gè)為重復(fù)模式，一次傳輸完成后，DMAEN不復(fù)位；再次出發(fā)時(shí)，可以再次啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。六種傳輸模式通過DMADT*存放器設(shè)置：DMADT*TransferModeDescription000SingletransferEachtransferrequiresatrigger.DMAENisautomaticallyclearedwhenDMA*SZtransfershavebeenmade.001BlocktransferApleteblockistransferredwithonetrigger.DMAENisautomaticallyclearedattheendoftheblocktransfer.010,011Burst-blocktransferCPUactivityisinterleavedwithablocktransfer.DMAENisautomaticallyclearedattheendoftheburst-blocktransfer.100RepeatedsingletransferEachtransferrequiresatrigger.DMAENremainsenabled.101RepeatedblocktransferApleteblockistransferredwithonetrigger.DMAENremainsenabled.110,111Repeatedburst-blockCPUactivityisinterleavedwithablocktransfer.transferDMAENremainsenabled.單字或者單字節(jié)傳輸：DMA通道被定義為單字或者單字節(jié)傳輸模式，每個(gè)字或者字節(jié)的傳輸都要觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)。設(shè)置DMADT*=0就定義了單字或者單字節(jié)傳輸模式，規(guī)定的傳輸完畢后DMAEN位自動(dòng)去除，如果需要再次傳輸，必須重新置位DMAEN。如果設(shè)置DMADT*＝4為重復(fù)單字或者單字節(jié)傳輸模式，DMAEN位一直保持置位，每次觸發(fā)伴隨一次傳輸。DMA*SZ存放器保存?zhèn)鬏數(shù)膯卧獋€(gè)數(shù)，如果該存放器為0，則沒有傳輸。傳輸之前DMA*SZ存放器的值寫入到一個(gè)臨時(shí)的存放器中，每次操作之后DMA*SZ做減操作。當(dāng)DMA*SZ減為零的時(shí)候，它所對(duì)應(yīng)的臨時(shí)存放器將原來的值重新置入DMA*SZ，同時(shí)相應(yīng)的DMAIFG標(biāo)志置位。塊傳輸模式：在塊傳輸模式，每次觸發(fā)可以傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)塊。設(shè)置DMADT*=1為塊傳輸模式，每個(gè)數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，DMAEN位自動(dòng)去除，在觸發(fā)傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)塊之前，該位要被重新置位。在傳輸*個(gè)數(shù)據(jù)塊期間，其他的傳輸請(qǐng)求將被忽略。設(shè)置DMADT*=5為重復(fù)塊傳輸模式，*個(gè)數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，DMAEN位仍然保持置位，之后，新的觸發(fā)可以引起又一次數(shù)據(jù)塊傳送。DMA*SZ存放器保存數(shù)據(jù)塊所包含的單元個(gè)數(shù)。DMASRCINCR和DMADSTINCR反映在數(shù)據(jù)塊傳輸過程中的目的地址和源地址的變化情況。在塊傳輸或者重復(fù)塊傳輸過程中，DMA*SA，DMA*DA，DMA*SZ存放器的值寫入到對(duì)應(yīng)的臨時(shí)存放器中，DMA*SA，DMA*DA存放器所對(duì)應(yīng)的臨時(shí)值在塊傳輸過程中增加或者減少，而DMA*SZ在塊傳輸過程中減計(jì)數(shù)，始終反映當(dāng)前數(shù)據(jù)塊還有多少單元沒有傳輸完畢，當(dāng)DMA*SZ減為0，它所對(duì)應(yīng)的臨時(shí)存放器將原來的值重新置入DMA*SZ，同時(shí)相應(yīng)的DMAIFG被置位。在塊傳輸過程中，CPU暫停工作，不參與數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)塊需要2×MCLK×DMA*SZ個(gè)時(shí)鐘周期。當(dāng)每個(gè)數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，CPU按照暫停前的狀態(tài)重新開場(chǎng)執(zhí)行。突發(fā)塊傳輸模式：這個(gè)和塊傳輸模式類似，只不過每傳輸4個(gè)字或字節(jié)，DMA釋放內(nèi)部總線，CPU運(yùn)行2個(gè)MCLK周期；在傳輸過程中CPU有20%的執(zhí)行時(shí)間，而塊傳輸需要等DMA完全傳送完之后，CPU方能運(yùn)行。DMA觸發(fā)源：每個(gè)通道的觸發(fā)源有DMA*TSEL*位進(jìn)展控制的，這些位必須在DMAEN位為0是進(jìn)展設(shè)置，否則可能出現(xiàn)不可預(yù)料的DMA觸發(fā)。DMA*TSEL*Operation0000DMAREQbit(softwaretrigger)0001TACCR2CCIFGbit0010TBCCR2CCIFGbit0011UR*IFG0(UART/SPImode),USART0datareceived(I2Cmode)0100UT*IFG0(UART/SPImode),USART0transmitready(I2Cmode)0101DAC12_0CTLDAC12IFGbit0110ADC12ADC12IFG*bit0111TACCR0CCIFGbit1000TBCCR0CCIFGbit1001UR*IFG1bit1010UT*IFG1bit1011Multiplierready1100Noaction1101Noaction1110DMA0IFGbittriggersDMAchannel1DMA1IFGbittriggersDMAchannel2DMA2IFGbittriggersDMAchannel01111E*ternaltriggerDMAE0另外，單片機(jī)的中斷程序不影響DMA的傳輸，當(dāng)DMA傳輸過程中，單片機(jī)不響應(yīng)中外部NMI中斷(必須DMA的控制位ENNMI位為1時(shí)響應(yīng)NMI中斷，否則不予處理)外的所有中斷；必須等待DMA數(shù)據(jù)傳送完畢之后才運(yùn)行系統(tǒng)的中斷處理程序。DMA的中斷：數(shù)據(jù)傳送過程中，DMA*SZ存放器值減為0時(shí)，DMA置位DMAIFG，DMA的中斷和DAC12模塊共享中斷向量，使用中斷時(shí)需要軟件判斷具體是那個(gè)中斷。中斷響應(yīng)后DMAIFG不會(huì)自動(dòng)復(fù)位，使用時(shí)必須軟件清零DMAIFG位。DMA的存放器如下：RegisterShortFormRegisterTypeAddressInitialStateDMAcontrol0DMACTL0Read/write0122hResetwithPORDMAcontrol1DMACTL1Read/write0124hResetwithPORDMAchannel0controlDMA0CTLRead/write01E0hResetwithPORDMAchannel0sourceaddressDMA0SARead/write01E2hUnchangedDMAchannel0destinationaddressDMA0DARead/write01E4hUnchangedDMAchannel0transfersizeDMA0SZRead/write01E6hUnchangedDMAchannel1controlDMA1CTLRead/write01E8hResetwithPORDMAchannel1sourceaddressDMA1SARead/write01EAhUnchangedDMAchannel1destinationaddressDMA1DARead/write01EChUnchangedDMAchannel1transfersizeDMA1SZRead/write01EEhUnchangedDMAchannel2controlDMA2CTLRead/write01F0hResetwithPORDMAchannel2sourceaddressDMA2SARead/write01F2hUnchangedDMAchannel2destinationaddressDMA2DARead/write01F4hUnchangedDMAchannel2transfersizeDMA2SZRead/write01F6hUnchanged有關(guān)每個(gè)存放器的詳細(xì)內(nèi)容參考ti提供的用戶指南。程序?qū)崿F(xiàn)：DMA的使用主要是DMA存放器的初始設(shè)置，設(shè)置完成后，DMA接到觸發(fā)信號(hào)即可自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)。設(shè)置函數(shù)如下：voidDMAInit(charchannel,chartrigger,chartransMode,charsrcMode,chardstMode,unsignedintsrc,unsignedintdst,unsignedintsize){unsignedint*DMA*CTL,*DMA*SA,*DMA*DA,*DMA*SZ;DMACTL0=trigger<<(channel<<2);DMACTL1=0*04;//DMA收到觸發(fā)請(qǐng)求時(shí)，等待當(dāng)前指令執(zhí)行完成后switch(channel)//選擇當(dāng)前設(shè)置哪個(gè)DMA通道{case0:DMA*CTL=(unsignedint*)&DMA0CTL;DMA*SA=(unsignedint*)&DMA0SA;DMA*DA=(unsignedint*)&DMA0DA;DMA*SZ=(unsignedint*)&DMA0SZ;break;//指針=0通道控制case1:DMA*CTL=(unsignedint*)&DMA1CTL;DMA*SA=(unsignedint*)&DMA1SA;DMA*DA=(unsignedint*)&DMA1DA;DMA*SZ=(unsignedint*)&DMA1SZ;break;//指針=1通道控制case2:DMA*CTL=(unsignedint*)&DMA2CTL;DMA*SA=(unsignedint*)&DMA2SA;DMA*DA=(unsignedint*)&DMA2DA;DMA*SZ=(unsignedint*)&DMA2SZ;break;//指針=2通道控制}switch(transMode)//設(shè)置DMA通道的傳輸模式{case'S':*DMA*CTL=DMADT_0;break;//單次傳輸case's':*DMA*CTL=DMADT_4;break;//重復(fù)單次傳輸case'B':*DMA*CTL=DMADT_1;break;//塊傳輸case'b':*DMA*CTL=DMADT_5;break;//重復(fù)塊傳輸case'I':*DMA*CTL=DMADT_2;break;//突發(fā)塊傳輸交織case'i':*DMA*CTL=DMADT_6;break;//重復(fù)突發(fā)塊傳輸交織}*DMA*CTL|=(srcMode&0*04)<<2;//源字或字節(jié)*DMA*CTL|=(srcMode&0*03)<<8;//源地址改變方式*DMA*CTL|=(dstMode&0*04)<<3;//目的字或字節(jié)*DMA*CTL|=(dstMode&0*03)<<10;//目的地址改變方式*DMA*SA=src;*DMA*DA=dst;*DMA*SZ=size;*DMA*CTL|=DMAEN;//DMA使能}函數(shù)比擬麻煩，函數(shù)內(nèi)容按參數(shù)設(shè)置每個(gè)存放器。DMACTL0=trigger<<(channel<<2);這個(gè)是設(shè)置對(duì)應(yīng)channel通道的的參考源，不大明白的可以看下DMACTL0的存放器內(nèi)容；switch(channel)語句則根據(jù)通道設(shè)置對(duì)應(yīng)指針指向的存放器；然后對(duì)應(yīng)設(shè)置參數(shù)即可。當(dāng)設(shè)置成非重復(fù)模式時(shí)，需要重新置位DMAEN，本程序就函數(shù)DMAReEnable實(shí)現(xiàn)：voidDMAReEnable(charchannel){switch(channel)//使能對(duì)應(yīng)通道{case0:DMA0CTL|=DMAEN;break;//0通道case1:DMA1CTL|=DMAEN;break;//1通道case2:DMA2CTL|=DMAEN;break;//2通道}}這個(gè)函數(shù)比擬簡(jiǎn)單，只是根據(jù)傳入?yún)?shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)通道的DMAEN位。當(dāng)設(shè)置為軟件觸發(fā)時(shí)，需要軟件啟動(dòng)DMA程序如下：voidDMAStart(charchannel){switch