-.z.MSP430程序庫<十四>DMA程序庫直接存儲器存取(DMADirectMemoryAccess)方式是用硬件實現(xiàn)存儲器與存儲器之間或存儲器與I\O設備之間直接進展高速數(shù)據(jù)傳送，不需要CPU的干預。這種方式通常用來傳送數(shù)據(jù)塊。MSP430f16*系列單片機內部含有DMA模塊，而且?guī)缀鮾炔克型庠O都可以觸發(fā)DMA開場存取數(shù)據(jù)。這里實現(xiàn)了這個模塊的程序通用的函數(shù)庫，方便使用。硬件介紹：MSP430F15*/16*系列單片機具有DMA控制器，從而能夠為數(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轉換存貯器的內容傳到RAM單元。MSP430系列單片機擴展的DMA具有來之所有外設的觸發(fā)器，不需要CPU的干預即可提供先進的可配置的數(shù)據(jù)傳輸能力，從而加速了基于MCU的信號處理進程，DMA傳輸?shù)挠|發(fā)來源對CPU來說是完全透明的，DMA控制器可在內存與外部及外部硬件之間進展準確的傳輸控制。DMA消除了數(shù)據(jù)傳輸延遲時間以及各種開銷，從而可以解放16為RISCCPU，以便其將更多的時間用于處理數(shù)據(jù)，而非執(zhí)行正在處理的任務。MSP430F16*系列單片機的DMA模塊有以下特點：數(shù)據(jù)傳送不需要CPU介入，完全由DMA控制器自行管理。在整個地址空間范圍內傳輸數(shù)據(jù)，塊方式傳輸可達65536字節(jié)；能夠提高片內外設數(shù)據(jù)吞吐能力，實現(xiàn)高速傳輸，每個字或者字節(jié)的傳輸僅需要2個MCLK；減少系統(tǒng)功耗，即使在片內外設進展數(shù)據(jù)輸入或輸出時，CPU也可以處于超低功耗模式而不需喚醒；字節(jié)和字數(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)。當字到字節(jié)傳輸時，只有字中較低字節(jié)能夠傳輸，當從字節(jié)到字傳輸時，傳輸?shù)阶值牡妥止?jié)，高字節(jié)被自動清零；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、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個獨立的傳輸通道：通道0、通道1和通道2。每個通道都有源地址存放器、目的地址存放器、傳送數(shù)據(jù)長度存放器和控制存放器。每個通道的觸發(fā)請求可以分別允許和制止；可配置的通道優(yōu)先權：優(yōu)先權裁決模塊，傳輸通道的優(yōu)先級可以調整，對同時有觸發(fā)請求的通道進展優(yōu)先級裁決，確定哪個通道的優(yōu)先級最高。MSP430的DMA控制器可以采用固定優(yōu)先級，還可以采用循環(huán)優(yōu)先級。程序命令控制模塊，每個DMA通道開場傳輸之前，CPU要編程給定相關的命令和模式控制，以決定DMA通道傳輸?shù)念愋停豢膳渲玫膫魉陀|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)接收準備好、I2C數(shù)據(jù)發(fā)送準備好、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)源擴大能力。DMA有六種傳輸模式：單字或者單字節(jié)傳輸；塊傳輸；突發(fā)塊傳輸；重復單字或者單字節(jié)傳輸；重復塊傳輸；重復突發(fā)塊傳輸。前三個，傳輸完成后DMAEN自動復位；再次傳輸時需要重新置位DMAEN位以使能DMA通道。后三個為重復模式，一次傳輸完成后，DMAEN不復位；再次出發(fā)時，可以再次啟動數(shù)據(jù)傳輸。六種傳輸模式通過DMADT*存放器設置：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，每個字或者字節(jié)的傳輸都要觸發(fā)信號觸發(fā)。設置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位自動去除，如果需要再次傳輸，必須重新置位DMAEN。如果設置DMADT*＝4為重復單字或者單字節(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€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臨時的存放器中，每次操作之后DMA*SZ做減操作。當DMA*SZ減為零的時候，它所對應的臨時存放器將原來的值重新置入DMA*SZ，同時相應的DMAIFG標志置位。塊傳輸模式：在塊傳輸模式，每次觸發(fā)可以傳輸一個數(shù)據(jù)塊。設置DMADT*=1為塊傳輸模式，每個數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，DMAEN位自動去除，在觸發(fā)傳輸下一個數(shù)據(jù)塊之前，該位要被重新置位。在傳輸*個數(shù)據(jù)塊期間，其他的傳輸請求將被忽略。設置DMADT*=5為重復塊傳輸模式，*個數(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。在塊傳輸或者重復塊傳輸過程中，DMA*SA，DMA*DA，DMA*SZ存放器的值寫入到對應的臨時存放器中，DMA*SA，DMA*DA存放器所對應的臨時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數(shù)，始終反映當前數(shù)據(jù)塊還有多少單元沒有傳輸完畢，當DMA*SZ減為0，它所對應的臨時存放器將原來的值重新置入DMA*SZ，同時相應的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個時鐘周期。當每個數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，CPU按照暫停前的狀態(tài)重新開場執(zhí)行。突發(fā)塊傳輸模式：這個和塊傳輸模式類似，只不過每傳輸4個字或字節(jié)，DMA釋放內部總線，CPU運行2個MCLK周期；在傳輸過程中CPU有20%的執(zhí)行時間，而塊傳輸需要等DMA完全傳送完之后，CPU方能運行。DMA觸發(fā)源：每個通道的觸發(fā)源有DMA*TSEL*位進展控制的，這些位必須在DMAEN位為0是進展設置，否則可能出現(xiàn)不可預料的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，單片機的中斷程序不影響DMA的傳輸，當DMA傳輸過程中，單片機不響應中外部NMI中斷(必須DMA的控制位ENNMI位為1時響應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，DMA置位DMAIFG，DMA的中斷和DAC12模塊共享中斷向量，使用中斷時需要軟件判斷具體是那個中斷。中斷響應后DMAIFG不會自動復位，使用時必須軟件清零DMAIFG位。DMA的存放器如下：RegisterShortFormRegisterTypeAddressInitialStateDMAcontrol0DMACTL0Read/write0122hResetwithPORDMAcontrol1DMACTL1Read/write0124hResetwithPORDMAchannel0controlDMA0CTLRead/write01E0hResetwithPORDMAchannel0sourceaddressDMA0SARead/write01E2hUnchangedDMAchannel0destinationaddressDMA0DARead/write01E4hUnchangedDMAchannel0transfersizeDMA0SZRead/write01E6hUnchangedDMAchannel1controlDMA1CTLRead/write01E8hResetwithPORDMAchannel1sourceaddressDMA1SARead/write01EAhUnchangedDMAchannel1destinationaddressDMA1DARead/write01EChUnchangedDMAchannel1transfersizeDMA1SZRead/write01EEhUnchangedDMAchannel2controlDMA2CTLRead/write01F0hResetwithPORDMAchannel2sourceaddressDMA2SARead/write01F2hUnchangedDMAchannel2destinationaddressDMA2DARead/write01F4hUnchangedDMAchannel2transfersizeDMA2SZRead/write01F6hUnchanged有關每個存放器的詳細內容參考ti提供的用戶指南。程序實現(xiàn)：DMA的使用主要是DMA存放器的初始設置，設置完成后，DMA接到觸發(fā)信號即可自動傳輸數(shù)據(jù)。設置函數(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)請求時，等待當前指令執(zhí)行完成后switch(channel)//選擇當前設置哪個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;//重復單次傳輸case'B':*DMA*CTL=DMADT_1;break;//塊傳輸case'b':*DMA*CTL=DMADT_5;break;//重復塊傳輸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)內容按參數(shù)設置每個存放器。DMACTL0=trigger<<(channel<<2);這個是設置對應channel通道的的參考源，不大明白的可以看下DMACTL0的存放器內容；switch(channel)語句則根據(jù)通道設置對應指針指向的存放器；然后對應設置參數(shù)即可。當設置成非重復模式時，需要重新置位DMAEN，本程序就函數(shù)DMAReEnable實現(xiàn)：voidDMAReEnable(charchannel){switch(channel)//使能對應通道{case0:DMA0CTL|=DMAEN;break;//0通道case1:DMA1CTL|=DMAEN;break;//1通道case2:DMA2CTL|=DMAEN;break;//2通道}}這個函數(shù)比擬簡單，只是根據(jù)傳入?yún)?shù)設置對應通道的DMAEN位。當設置為軟件觸發(fā)時，需要軟件啟動DMA程序如下：voidDMAStart(charchannel){switch