一、承上啟下
上一節(jié)，我們講到了ADC的使用，并對(duì)片內(nèi)溫度傳感器進(jìn)行了采樣。在實(shí)際項(xiàng)目中，傳感器的數(shù)量往往很多，大量的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)有待處理。對(duì)這些數(shù)據(jù)的移動(dòng)將會(huì)給CPU帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)。為了解放CPU，讓它有精力去做其他的事兒，DMA（Direct Memory Access）就可以派上用場(chǎng)啦~
下面的介紹摘自《Zigbee技術(shù)實(shí)踐教程》：
DMA是direct memory access的縮寫，即“直接內(nèi)存存取”。這是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸模式，ADC/UART/RF收發(fā)器等外設(shè)單元和存儲(chǔ)器之間可以直接在“DMA控制器” 的控制下交換數(shù)據(jù)而幾乎不需要CPU的干預(yù)。除了在數(shù)據(jù)傳輸開始和結(jié)束時(shí)做一點(diǎn)處理外，在傳輸過程中CPU可以進(jìn)行其他的工作。這樣，在大部分時(shí)間里，CPU和這些數(shù)據(jù)交互處于并行工作狀態(tài)。因此，系統(tǒng)的整體效率可以得到很大的提高。
從介紹中可以看出，DMA在很多場(chǎng)景中都可以使用。本實(shí)驗(yàn)僅涉及最簡(jiǎn)單的DMA傳輸，目的在于展示DMA的通用使用流程。至于DMA在其他情景中的應(yīng)用，以后會(huì)在綜合性的實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)。
二、DMA傳輸實(shí)驗(yàn)
?。?）實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介
將字符數(shù)組 sourceString 的內(nèi)容通過DMA傳輸?shù)阶址麛?shù)組 destString 中，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過串口顯示到PC上。
（2）程序流程圖
?。?）實(shí)驗(yàn)源碼及剖析
/*
實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：將字符數(shù)組sourceString的內(nèi)容通過DMA傳輸?shù)阶址麛?shù)組destString中，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過串口顯示到PC上。
*/
#include
#define led1 P1_0
#define led2 P1_1
#define led3 P1_2
#define led4 P1_3
/*用于配置DMA的結(jié)構(gòu)體
-------------------------------------------------------*/
typedef struct
{
unsigned char SRCADDRH; //源地址高8位
unsigned char SRCADDRL; //源地址低8位
unsigned char DESTADDRH; //目的地址高8位
unsigned char DESTADDRL; //目的地址低8位
unsigned char VLEN :3; //長(zhǎng)度域模式選擇
unsigned char LENH :5; //傳輸長(zhǎng)度高字節(jié)
unsigned char LENL :8; //傳輸長(zhǎng)度低字節(jié)
unsigned char WORDSIZE :1; //字節(jié)（byte）或字（word）傳輸
unsigned char TMODE :2; //傳輸模式選擇
unsigned char TRIG :5; //觸發(fā)事件選擇
unsigned char SRCINC :2; //源地址增量：-1/0/1/2
unsigned char DESTINC :2; //目的地址增量：-1/0/1/2
unsigned char IRQMASK :1; //中斷屏蔽
unsigned char M8 :1; //7或8bit傳輸長(zhǎng)度，僅在字節(jié)傳輸模式下適用
unsigned char PRIORITY :2; //優(yōu)先級(jí)
}DMA_CFG;
/*系統(tǒng)時(shí)鐘初始化
-------------------------------------------------------*/
void xtal_init(void)
{
SLEEP &= ~0x04; //都上電
while(!(SLEEP & 0x40)); //晶體振蕩器開啟且穩(wěn)定
CLKCON &= ~0x47; //選擇32MHz 晶體振蕩器
SLEEP |= 0x04;
}
/*LED初始化
-------------------------------------------------------*/
void led_init(void)
{
P1SEL = 0x00; //P1為普通 I/O 口
P1DIR |= 0x0F; //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 輸出
led1 = 1; //關(guān)閉所有LED
led2 = 1;
led3 = 1;
led4 = 1;
}
/*UART0通信初始化
-------------------------------------------------------*/
void Uart0Init(unsigned char StopBits,unsigned char Parity)
{
P0SEL |= 0x0C; //初始化UART0端口，設(shè)置P0.2與P0.3為外部設(shè)備IO口
PERCFG&= ~0x01; //選擇UART0為可選位置一,即RXD接P0.2,TXD接P0.3
U0CSR = 0xC0; //設(shè)置為UART模式,并使能接受器
U0GCR = 11;
U0BAUD = 216; //設(shè)置UART0波特率為115200bps
U0UCR |= StopBits|Parity; //設(shè)置停止位與奇偶校驗(yàn)
}
/*UART0發(fā)送數(shù)據(jù)
-------------------------------------------------------*/
void Uart0Send(unsigned char data)
{
while(U0CSR&0x01); //等待UART空閑時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)
U0DBUF = data;
}
/*UART0發(fā)送字符串
-------------------------------------------------------*/
void Uart0SendString(unsigned char *s)
{
while(*s != 0) //依次發(fā)送字符串s中的每個(gè)字符
Uart0Send(*s++);
}
/*主函數(shù)
-------------------------------------------------------*/
void main(void)
{
DMA_CFG dmaConfig; //定義配置結(jié)構(gòu)體
unsigned char sourceString[]="I'm the sourceString!\r\n"; //源字符串
unsigned char destString[sizeof(sourceString)]="I'm the destString!\r\n"; //目的字符串
char i;
char error=0;
xtal_init(); //系統(tǒng)時(shí)鐘初始化
led_init();
Uart0Init(0x00,0x00); //UART初始化
Uart0SendString(sourceString); //傳輸前的原字符數(shù)組
Uart0SendString(destString); //傳輸前的目的字符數(shù)組
//配置DMA結(jié)構(gòu)體
dmaConfig.SRCADDRH=(unsigned char)((unsigned int)&sourceString >> 8); //源地址
dmaConfig.SRCADDRL=(unsigned char)((unsigned int)&sourceString);
dmaConfig.DESTADDRH=(unsigned char)((unsigned int)&destString >> 8); //目的地址
dmaConfig.DESTADDRL=(unsigned char)((unsigned int)&destString);
dmaConfig.VLEN=0x00; //選擇LEN作為傳送長(zhǎng)度
dmaConfig.LENH=(unsigned char)((unsigned int)sizeof(sourceString) >> 8); //傳輸長(zhǎng)度
dmaConfig.LENL=(unsigned char)((unsigned int)sizeof(sourceString));
dmaConfig.WORDSIZE=0x00; //選擇字節(jié)（byte）傳送
dmaConfig.TMODE=0x01; //選擇塊傳送（block）模式
dmaConfig.TRIG=0; //無(wú)觸發(fā)(可以理解為手動(dòng)觸發(fā)）
dmaConfig.SRCINC=0x01; //源地址增量為1
dmaConfig.DESTINC=0x01; //目的地址增量為1
dmaConfig.IRQMASK=0; //DMA中斷屏蔽
dmaConfig.M8=0x00; //選擇8位長(zhǎng)的字節(jié)來(lái)傳送數(shù)據(jù)
dmaConfig.PRIORITY=0x02; //傳輸優(yōu)先級(jí)為高
DMA0CFGH=(unsigned char)((unsigned int)&dmaConfig >> 8); //將配置結(jié)構(gòu)體的首地址賦予相關(guān)SFR
DMA0CFGL=(unsigned char)((unsigned int)&dmaConfig);
DMAARM=0x01; //啟用配置
DMAIRQ=0x00; //清中斷標(biāo)志
DMAREQ=0x01; //啟動(dòng)DMA傳輸
while(!(DMAIRQ&0x01)); //等待傳輸結(jié)束
for(i=0;i
{
if(sourceString[i]!=destString[i])
error++;
}
if(error==0) //將結(jié)果通過串口傳輸?shù)絇C
{
Uart0SendString("Correct!");
Uart0SendString(destString); //傳輸后的目的字符數(shù)組
}
else
Uart0SendString("Error!");
while(1);
}
使用DMA的基本流程是：配置DMA → 啟用配置 → 啟動(dòng)DMA傳輸 → 等待DMA傳輸完畢。下面分別介紹：
?。?）配置DMA：首先必須配置DMA，但DMA的配置比較特殊：不是直接對(duì)某些SFR賦值，而是在外部定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)其賦值，然后再將此結(jié)構(gòu)體的首地址的高8位賦給 DMA0CFGH，將其低8位賦給 DMA0CFGL。（關(guān)于配置結(jié)構(gòu)體中的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參考CC2430中文手冊(cè)）
CC2430 小貼士
關(guān)于上面源碼中對(duì)配置結(jié)構(gòu)體的定義，需做兩點(diǎn)說(shuō)明：
?。?）位域
在定義此結(jié)構(gòu)體時(shí)，用到了很多冒號(hào)（:），后面還跟著一個(gè)數(shù)字，這種語(yǔ)法叫“位域”：
位域是指信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)， 而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開關(guān)量時(shí)，只有0和1 兩種狀態(tài)， 用一位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C語(yǔ)言提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域， 并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。 這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。
（2）抽象出常用函數(shù)
細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)結(jié)構(gòu)體賦值時(shí)，經(jīng)常會(huì)涉及到將一個(gè)16位unsigned int 類型值分別賦予兩個(gè)8位的unsigned char類型值，處理方法如下：
dmaConfig.SRCADDRH=(unsigned char)((unsigned int)&sourceString >> 8); //源地址
dmaConfig.SRCADDRL=(unsigned char)((unsigned int)&sourceString);
對(duì)于這類經(jīng)常會(huì)用到的函數(shù)，我們不妨抽象出來(lái)作為一個(gè)通用函數(shù)，如下：
#define SET_WORD(destH,destL,word)
do{
destH=(unsigned char)((unsigned int)word >> 8);
destL=(unsigned char)((unsigned int)word);
}while(0)
以后每當(dāng)你需要進(jìn)行類似的分割操作時(shí)，直接調(diào)用即可，如下所示：
SET_WORD(dmaConfig.SRCADDRH, dmaConfig.SRCADDRL, &sourceString);
?。?）啟用配置：首先將結(jié)構(gòu)體的首地址 &dmaConfig 的高/低8位分別賦給SFR DMA0CFGH 和 DMA0CFGL（其中的0表示對(duì)通道0配置，CC2430包含5個(gè)DMA通道，此處使用通道0）。然對(duì) DMAARM.0 賦值1，啟用通道0的配置，使通道0處于工作模式。
（3）開啟DMA傳輸：對(duì) DMAREQ.0 賦值1，啟動(dòng)通道0的DMA傳輸。
（4）等待DMA傳輸完畢：通道0的DMA傳輸完畢后，就會(huì)觸發(fā)中斷，通道0的中斷標(biāo)志 DMAIRQ.0 會(huì)被自動(dòng)置1。然后對(duì)兩個(gè)字符串的每一個(gè)字符進(jìn)行比較，將校驗(yàn)結(jié)果發(fā)送至PC。
?。?）實(shí)驗(yàn)結(jié)果
首先打開串口調(diào)試工具，然后開啟CC2430調(diào)試，就會(huì)出現(xiàn)如下畫面：
你會(huì)發(fā)現(xiàn) destString 的內(nèi)容已經(jīng)完全被 sourceString 所填充。
Done~
三、結(jié)語(yǔ)
本節(jié)介紹了DMA的使用方法，盡管很簡(jiǎn)單，但是我想大家已經(jīng)明白了DMA的基本用法，以后遇到其復(fù)雜的使用情景，也可比較淡定的分析。
再好的臺(tái)式機(jī)都會(huì)出現(xiàn)死機(jī)的狀況，同樣，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)也難免會(huì)陷入停滯狀態(tài)。下一節(jié)，我們將介紹一種非常有效的系統(tǒng)復(fù)位方法：看門狗?！?/p>