DMA控制器有15個寄存器，涉及到所有通道，可以分為四組。

每次DMA傳輸開始前，DMA控制器都要把一個完整的描述符讀入，傳輸描述符中偏移地址為0x0的字會被傳送到XFERCFG寄存器中，用于控制各項傳輸參數(shù)。一個鏈條的第一次傳輸參數(shù)，需要由軟件直接寫入到XFERCFG寄存器，因此鏈條中的第一個描述符的第一個字為保留位。在傳輸開始時，DMA控制器會把傳輸區(qū)的地址讀入內(nèi)部寄存器中。

使用描述符的鏈接特性，可以方便地實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)傳輸控制。

例如需要使用SPI驅(qū)動一個LCD屏幕產(chǎn)生動畫效果時，可以配置為下圖所示的乒乓結(jié)構(gòu)的DMA描述符鏈條，CPU只需要不斷地生成顯示圖片，由DMA控制器平行地進(jìn)行圖片數(shù)據(jù)至LCD屏幕的傳送。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

這里使用了三個傳輸描述符。第一個描述符(鏈頭)指示將緩沖區(qū)A的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/span>SPI的發(fā)送寄存器，后面兩個描述符分別指示緩沖區(qū)B和緩沖區(qū)A的數(shù)據(jù)，輪流傳輸?shù)?/span>SPI的發(fā)送寄存器。CPU只需要在對應(yīng)的緩沖區(qū)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，再設(shè)置對應(yīng)的描述符為“有效”，接下來DMA控制器就會直接把數(shù)據(jù)傳送到SPI模塊進(jìn)行發(fā)送。

每個通道對應(yīng)的DMA請求源如下表所示：

表1.DMA通道與DMA請求源的對應(yīng)表

1.3.4 DMA觸發(fā)源的選擇

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖4.DMA觸發(fā)輸入框圖

每次DMA傳輸(即圖2示意中的每一次讀寫)的時機(jī)，則由DMA請求信號決定。

表3.成組傳輸和外設(shè)請求與觸發(fā)信號的關(guān)系表

表中的組合模式0適合于從存儲器至存儲器的數(shù)據(jù)塊拷貝；組合模式1適合于常用的通信模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

組合模式2、3則視具體的應(yīng)用情況，由用戶自由發(fā)揮。例如，要在USART上發(fā)送若干個固定長度的數(shù)據(jù)包，而發(fā)送每個數(shù)據(jù)包的時間需要由定時器來決定，則可以使用上述的組合模式3，設(shè)置BURSTPOWER為數(shù)據(jù)包的長度，設(shè)置SCT定時器產(chǎn)生觸發(fā)信號(見表2的SCT_DMA0/1)。

這里有一個要求，即XFERCOUNT必須能被BURSTPOWER整除，即一箱子彈的數(shù)目，必須是一個彈夾能容納子彈個數(shù)的倍數(shù)。

在1.3.1節(jié)中列出的寄存器，用于控制整個DMA控制器，以及控制每個通道的使能、中斷和觸發(fā)等狀態(tài)。每個通道的具體工作模式，由下述三個寄存器來描述。

1.5.1DMA通道配置寄存器(CFG)

0 – 觸發(fā)之后不按組傳輸(或可理解為所有數(shù)據(jù)為一組)；1 - 觸發(fā)之后執(zhí)行成組傳輸。▲BURSTPOWER：成組傳輸中每組的長度。這個域的內(nèi)容為2的冪次數(shù)值，取值為0~10，表示每組長度為1(2⁰)、2(2¹)、4(2²) 、8(2³)、……、1024(2¹⁰)。不支持0~10之外的數(shù)值。

注意：XFERCOUNT必須是BURSTPOWER的倍數(shù)。

0 – 最高優(yōu)先級；7 – 最低優(yōu)先級。

這個寄存器只有兩個標(biāo)志位，用戶可以檢查這些標(biāo)志位，獲知當(dāng)前DMA控制器的部分運行狀態(tài)。

■當(dāng)失能DMA控制器時，見CTRL寄存器。

使用這種延遲機(jī)制，軟件可以從容地先準(zhǔn)備好描述符鏈，然后再按部就班地準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)區(qū)，逐步推進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程，而不必費周折查詢等待DMA控制器的狀態(tài)。

本節(jié)的幾個例程，分別展示幾種DMA的常見用法。所有例程都會用到這樣幾個結(jié)構(gòu)體。

每個通道的第一個描述符，必須放在這個數(shù)組中與通道編號對應(yīng)的單元中。例如USART1_RX_DMA通道的第一個描述符需要放在數(shù)組的第2個單元中(見表1)。

01  void DMA_M2M_Init(uint32_t *buf1, uint32_t *buf2, uint32_t length)
02  {   uint32_t ch_cfg_val, xfercount, xfercfg; 
03  
04      LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= DMA;
05      LPC_DMA->CTRL = 0;
06  
07      LPC_DMA->SRAMBASE = (uint32_t)(&Chan_Desc_Table); 
08  
09      xfercount = length - 1; 
10  ch_cfg_val = 0; 
11      xfercfg = 0 << DMA_XFERCFG_CFGVALID | // 暫時設(shè)置為無效
12                0 << DMA_XFERCFG_RELOAD   | // 沒有下一個描述符
13                1 << DMA_XFERCFG_SWTRIG   | // 軟件觸發(fā)
14                1 << DMA_XFERCFG_CLRTRIG  | // 傳輸結(jié)束時清除觸發(fā)標(biāo)志
15                1 << DMA_XFERCFG_SETINTA  | // 傳輸結(jié)束時設(shè)置INTA中斷
16                0 << DMA_XFERCFG_SETINTB  |
17                2 << DMA_XFERCFG_WIDTH    | // 數(shù)據(jù)寬度為32位
18                1 << DMA_XFERCFG_SRCINC   | // 每次傳輸后源地址遞增
19                1 << DMA_XFERCFG_DSTINC   | // 每次傳輸后目標(biāo)地址遞增
20                xfercount << DMA_XFERCFG_XFERCOUNT; // 傳輸長度
21      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_RX].CFG = ch_cfg_val; 
22      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_RX].XFERCFG = xfercfg; 
23  
24      Chan_Desc_Table[CH_USART0_RX].source = (uint32_t)(&buf1[xfercount]);
25      Chan_Desc_Table[CH_USART0_RX].dest   = (uint32_t)(&buf2[xfercount]);
26      Chan_Desc_Table[CH_USART0_RX].next   = (uint32_t)0L; 
27  
28      LPC_DMA->INTENSET0 =  1 << CH_USART0_RX; 
29      LPC_DMA->ENABLESET0 = 1 << CH_USART0_RX; 
30  
31      LPC_DMA->CTRL = 1; 
32  
33      LPC_DMA->SETVALID0 = 1 << CH_USART0_RX; 
34  //  LPC_DMA->SETTRIG0  = 1 << CH_USART0_RX;
35  }

在本例程中，由于使用的是通道0，而沒有使用其它通道，所以在數(shù)組中只配置了一個單元。

原則上，這個數(shù)組中對應(yīng)不使用的通道的描述符單元，可以挪做其它用途。

在這個例程里，配置好所有的寄存器和描述符，并且使能了整個DMA控制器后，在第33行配置了對應(yīng)的傳輸符為有效，該語句執(zhí)行后DMA傳輸立即開始了。

如果第13行沒有配置XFERCFG的“軟件觸發(fā)”位，執(zhí)行第33行后DMA通道還需要等待觸發(fā)信號才能開始傳輸，第34行就是由軟件發(fā)出DMA觸發(fā)信號的另一種途徑。

由上面的介紹可以看出，可以有多種方式，靈活地安排啟動DMA傳輸?shù)臅r機(jī)和方法，讓用戶可以更加有效地安排自己的應(yīng)用流程。

01  uint8_t DMA_IntA_Flag;
02  void DMA_IRQHandler(void) // DMA中斷處理程序
03  {
04      if (LPC_DMA->INTA0 & (1 << CH_USART0_RX)) {
05          LPC_DMA->INTA0 = 1 << CH_USART0_RX;
06          DMA_IntA_Flag = 1;
07      }
08      if (LPC_DMA->ERRINT0 & (1 << CH_USART0_RX)) 
09          LPC_DMA->ERRINT0 = 1 << CH_USART0_RX;
10  }
11  
12  void main()
13  {   uint32_t pp;
14      for (pp = 0; pp < BUF_SIZE; pp++)
15          Buffer1[pp] = rand();
16  
17      DMA_IntA_Flag = 0; 
18      DMA_M2M_Init(Buffer1, Buffer2, BUF_SIZE); 
19  
20      NVIC_EnableIRQ(DMA_IRQn); 
21      do {
22          __WFI();
23      } while (DMA_IntA_Flag == 0); 
24  
25      while (1);
26  }

DMA傳輸結(jié)束后產(chǎn)生中斷，在中斷函數(shù)中將軟件標(biāo)志置’1’，主函數(shù)可以知道DMA傳輸是否已經(jīng)完成。在實際的項目中，用戶程序可以替換上述21~23行的代碼，執(zhí)行其它的一些操作。

首先還是DMA的初始化函數(shù)，這個函數(shù)與前面的數(shù)據(jù)塊搬運初始化基本一致，指示CFG和XFERCFG寄存器的內(nèi)容有所變化。

代碼片段3. DMA通過USART0發(fā)送字符串01 void DMA_UART_Send(uint8_t *buf, uint32_t length)

02  {   uint32_t ch_cfg_val, xfercount, xfercfg; 
03  
04      LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= DMA;
05      LPC_DMA->CTRL = 0;
06  
07      LPC_DMA->SRAMBASE = (uint32_t)(&Chan_Desc_Table); 
08  
09      xfercount = length - 1; 
10  ch_cfg_val = 1 << DMA_CFG_PERIPHREQEN | // 外設(shè)請求
11                   1 << DMA_CFG_HWTRIGEN |  // 硬件觸發(fā)
12                   0 << DMA_CFG_TRIGTYPE |  // 邊沿觸發(fā)
13                   0 << DMA_CFG_TRIGPOL;    // 下降沿觸發(fā)
14  
15      xfercfg = 0 << DMA_XFERCFG_CFGVALID | // 暫時設(shè)置為無效
16                0 << DMA_XFERCFG_RELOAD   | // 沒有下一個描述符
17                0 << DMA_XFERCFG_SWTRIG   | // 沒有軟件觸發(fā)
18                1 << DMA_XFERCFG_CLRTRIG  | // 傳輸結(jié)束時清除觸發(fā)標(biāo)志
19                1 << DMA_XFERCFG_SETINTA  | // 傳輸結(jié)束時設(shè)置INTA中斷
20                0 << DMA_XFERCFG_SETINTB  |
21                0 << DMA_XFERCFG_WIDTH    | // 數(shù)據(jù)寬度為8位
22                1 << DMA_XFERCFG_SRCINC   | // 每次傳輸后源地址遞增
23                0 << DMA_XFERCFG_DSTINC   | // 每次傳輸后目標(biāo)地址不遞增
24                xfercount << DMA_XFERCFG_XFERCOUNT; // 傳輸長度
25      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_TX].CFG = ch_cfg_val; 
26      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_TX].XFERCFG = xfercfg; 
27  
28      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].source = (uint32_t)(&buf[xfercount]);
29      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].dest   = (uint32_t)(&LPC_USART0->TXDAT);
30      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].next   = (uint32_t)0L; 
31  
32      LPC_DMA->INTENSET0 =  1 << CH_USART0_TX; 
33      LPC_DMA->ENABLESET0 = 1 << CH_USART0_TX; 
34  
35      LPC_DMA->CTRL = 1; 
36  
37      LPC_DMA->SETVALID0 = 1 << CH_USART0_TX; 
38  }

上述代碼里用橙色標(biāo)注出與代碼片段1不同的地方。還有一個明顯的不同是，此處所有涉及到DMA通道號時，都換成了CH_USART0_TX。

USART0的初始化部分與USART章節(jié)的代碼完全一致，現(xiàn)抄錄如下。

00  void USART0_init() {
01      LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (UART0 | SWM); 
02  
03      LPC_SYSCON->PRESETCTRL &= (UART0_RST_N); 
04      LPC_SYSCON->PRESETCTRL |= ~(UART0_RST_N);
05  
06      ConfigSWM(U0_TXD, P0_4); 
07      ConfigSWM(U0_RXD, P0_0);
08  
09      LPC_SYSCON->UARTCLKDIV = LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDIV; // 設(shè)置USART時鐘的分頻系數(shù)
10      LPC_SYSCON->UARTFRGMULT = 4; 
11      LPC_SYSCON->UARTFRGDIV = 255; 
12      LPC_USART0->BRG = 16 - 1;
13  
14      // 8個數(shù)據(jù)位，無校驗位，1個停止位，沒有硬件流控，異步模式
15      LPC_USART0->CFG = DATA_LENG_8 | PARITY_NONE | STOP_BIT_1; 
16  
17      LPC_USART0->CTL = 0;
18  
19      LPC_USART0->STAT = 0xFFFF; 
20  
21      LPC_USART0->INTENSET = RXRDY; 
22      NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);
23  }

01  #define PINTSEL0 0       // 定義引腳中斷0的編號
02  #define KEY_USER P0_1    // 定義按鍵USER_KEY的引腳
03  
04  void PININT0_IRQHandler(void)
05  {
06      if (LPC_PIN_INT->RISE & (1<
07          LPC_PIN_INT->RISE = 1<// 清除上升沿中斷標(biāo)志
08      if (LPC_PIN_INT->FALL & (1<
09          LPC_PIN_INT->FALL = 1<// 清除下降沿中斷標(biāo)志
10  }
11  
12  void PINT_Init_Key_User()
13  {
14      LPC_GPIO_PORT->DIRCLR0 = 1 << KEY_USER;   // 配置USER_KEY對應(yīng)的引腳為輸入
15      LPC_SYSCON->PINTSEL[PINTSEL0] = KEY_USER; // USER_KEY對應(yīng)對應(yīng)到引腳中斷0(PINTSEL0)
16      LPC_PIN_INT->ISEL = 0 << PINTSEL0;        // 配置引腳中斷0(PINTSEL0)為邊沿觸發(fā)
17      LPC_PIN_INT->IENR = 1 << PINTSEL0;        // 配置引腳中斷0(PINTSEL0)是上升沿觸發(fā)
18      LPC_PIN_INT->IENF = 0 << PINTSEL0;        // 配置引腳中斷0(PINTSEL0)不是下降沿觸發(fā)
19      LPC_PIN_INT->IST = 0xFF;                  // 清除所有可能的引腳中斷標(biāo)志
20      NVIC_EnableIRQ(PININT0_IRQn);             // 使能引腳中斷
21  }

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

圖中的時間點④是觸發(fā)DMA傳輸?shù)臅r間，這個時間點與代碼片段5第07行的執(zhí)行相對應(yīng)。如果清除上升沿中斷的動作被推遲，則DMA傳輸?shù)臅r間也會被推遲，所以用戶要盡快地響應(yīng)PINTINT中斷并清除中斷標(biāo)志，以實現(xiàn)快速高效傳輸。

下面是主函數(shù)代碼，主函數(shù)中調(diào)用了前面介紹過的DMA、USART和PINTINT函數(shù)。

01  const unsigned char Hello[] = "Hello DMA World!
"; // 待發(fā)送的數(shù)據(jù)串
02  void main()
03  {
04      USART0_init();      // 初始化USART0
05  
06      DMA_IntA_Flag = 0;  // 清除DMA中斷標(biāo)記
07  
08      DMA_UART_Send((uint8_t *)Hello, sizeof(Hello)-1); // 初始化DMA控制器
09  
10      LPC_DMATRIGMUX->DMA_ITRIG_INMUX1 = 0x05; 
11      PINT_Init_Key_User();
12  
13      NVIC_EnableIRQ(DMA_IRQn); 
14      do {
15          __WFI();
16      }
17      while (DMA_IntA_Flag == 0);
18  
19      while (1);
20  }

這個主函數(shù)與前面那個例程(見代碼片段2)的主要區(qū)別，就是第10、11行配置DMA觸發(fā)源和對觸發(fā)源(引腳中斷0)的初始化。

這里需要注意的是第10行配置DMA觸發(fā)源，一定要在使能DMA時鐘之后執(zhí)行。本例程中，DMA的時鐘是在DMA_UART_Send()中設(shè)置的，見代碼片段3。

這個例程是在上一個例程的基礎(chǔ)上，增加了使用乒乓鏈接的描述符，同時設(shè)置成組傳輸。

下圖所示為本例程中乒乓鏈接的描述符鏈。鏈頭描述符指向一個開始字符串Hello，并鏈接到描述符B。描述符A指向一個字符串A，描述符B指向另一個字符串B。傳輸執(zhí)行的效果是，先發(fā)送Hello，然后循環(huán)發(fā)送SpingBàSpingAàSpingB......。

  ALIGN(512) DMA_CHDESC_T Chan_Desc_Table[2]; // 所有通道描述符鏈頭數(shù)組
  ALIGN(16) DMA_RELOADDESC_T Descriptor_A;    // 描述符A
  ALIGN(16) DMA_RELOADDESC_T Descriptor_B;    // 描述符B
  
  uint8_t DMA_IntA_Flag;    // 中斷A軟件標(biāo)志
  uint8_t DMA_IntB_Flag;    // 中斷B軟件標(biāo)志
                          // 1234----1234----1234----1234----
  const uint8_t Hello[] =   ">> Hello my DMA world!
";         // 鏈頭對應(yīng)的字符串
  const uint8_t StringA[] = ">> Hello dear StringA.
 ";        // 描述符A的字符串
  const uint8_t StringB[] = "<< Hello I am saying String B.
"; // 描述符B的字符串

01  void DMA_UART_PingPong_Send(uint8_t *buf, uint32_t length)
02  {   uint32_t ch_cfg_val, xfercount, xfercfg; 
03  
04      LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= DMA;
05      LPC_DMA->CTRL = 0;
06  
07      LPC_DMA->SRAMBASE = (uint32_t)(&Chan_Desc_Table); 
08  
09      xfercount = length - 1; 
10  ch_cfg_val = 1 << DMA_CFG_PERIPHREQEN |   // 外設(shè)請求
11                   1 << DMA_CFG_HWTRIGEN |  // 硬件觸發(fā)
12                   0 << DMA_CFG_TRIGTYPE |  // 邊沿觸發(fā)
13                   0 << DMA_CFG_TRIGPOL |   // 下降沿觸發(fā)
14                   1 << DMA_CFG_TRIGBURST | // 成組傳輸模式
15                   3 << DMA_CFG_BURSTPOWER; // 每組為8(23)個數(shù)據(jù)
16  
17      xfercfg = 0 << DMA_XFERCFG_CFGVALID | // 暫時設(shè)置為無效
18                1 << DMA_XFERCFG_RELOAD   | // 有下一個描述符
19                0 << DMA_XFERCFG_SWTRIG   | // 沒有軟件觸發(fā)
20                1 << DMA_XFERCFG_CLRTRIG  | // 傳輸結(jié)束時清除觸發(fā)標(biāo)志
21                1 << DMA_XFERCFG_SETINTA  | // 傳輸結(jié)束時設(shè)置INTA中斷
22                0 << DMA_XFERCFG_SETINTB  |
23                0 << DMA_XFERCFG_WIDTH    | // 數(shù)據(jù)寬度為8位
24                1 << DMA_XFERCFG_SRCINC   | // 每次傳輸后源地址遞增
25                0 << DMA_XFERCFG_DSTINC   | // 每次傳輸后目標(biāo)地址不遞增
26                xfercount << DMA_XFERCFG_XFERCOUNT; // 傳輸長度
27      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_TX].CFG = ch_cfg_val; 
28      LPC_DMA->CHANNEL[CH_USART0_TX].XFERCFG = xfercfg; 
29  
30      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].source = (uint32_t)(&buf[xfercount]);
31      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].dest   = (uint32_t)(&LPC_USART0->TXDAT);
32      Chan_Desc_Table[CH_USART0_TX].next   = (uint32_t)& Descriptor_B; 
33  
34      xfercount = sizeof(StringB)- 2; // 去掉字符串結(jié)尾的字符’’
35      Descriptor_B.xfercfg = 1 << DMA_XFERCFG_CFGVALID |
36                             1 << DMA_XFERCFG_RELOAD   |
37                             1 << DMA_XFERCFG_CLRTRIG  |
38                             1 << DMA_XFERCFG_SETINTB  |
39                             1 << DMA_XFERCFG_SRCINC   |
40                             xfercount << DMA_XFERCFG_XFERCOUNT;
41      Descriptor_B.source = (uint32_t)(&StringB[xfercount]);
42      Descriptor_B.dest = (uint32_t)(&LPC_USART0->TXDAT);
43      Descriptor_B.next = (uint32_t)&Descriptor_A;
44  
45      xfercount = sizeof(StringA)- 2; // 去掉字符串結(jié)尾的字符’’ 
46      Descriptor_A.xfercfg = 1 << DMA_XFERCFG_CFGVALID |
47                             1 << DMA_XFERCFG_RELOAD   |
48                             1 << DMA_XFERCFG_CLRTRIG  |
49                             1 << DMA_XFERCFG_SETINTA  |
50                             1 << DMA_XFERCFG_SRCINC   |
51                             xfercount << DMA_XFERCFG_XFERCOUNT;
52      Descriptor_A.source = (uint32_t)(&StringA[xfercount]);
53      Descriptor_A.dest = (uint32_t)(&LPC_USART0->TXDAT);
54      Descriptor_A.next = (uint32_t)&Descriptor_B;
55  
56      LPC_DMA->INTENSET0 =  1 << CH_USART0_TX; 
57      LPC_DMA->ENABLESET0 = 1 << CH_USART0_TX; 
58  
59      LPC_DMA->CTRL = 1; 
60  
61      LPC_DMA->SETVALID0 = 1 << CH_USART0_TX; 
62  }

01  void DMA_IRQHandler(void)
02  {
03      if (LPC_DMA->INTA0 & (1 << CH_USART0_TX)) {
04          LPC_DMA->INTA0 = 1 << CH_USART0_TX;
05          DMA_IntA_Flag++;
06      }
07      if (LPC_DMA->INTB0 & (1 << CH_USART0_TX)) {
08          LPC_DMA->INTB0 = 1 << CH_USART0_TX; 
09          DMA_IntB_Flag++;
10      }
11      if (LPC_DMA->ERRINT0 & (1 << CH_USART0_TX))
12          LPC_DMA->ERRINT0 = 1 << CH_USART0_TX;
13  }

01  void main()
02  {
03      USART0_init();      // 初始化USART0
04  
05      DMA_IntA_Flag = DMA_IntB_Flag = 0;  // 清除DMA中斷標(biāo)記
06  
07      DMA_UART_PingPong_Send((uint8_t *)Hello, sizeof(Hello)-1); // 初始化DMA控制器
08  
09      LPC_DMATRIGMUX->DMA_ITRIG_INMUX1 = 0x05; 
10      PINT_Init_Key_User();
11  
12      NVIC_EnableIRQ(DMA_IRQn); 
13      while (1)
14          __WFI();
15  }

END

更多恩智浦AI-IoT市場和產(chǎn)品信息，邀您同時關(guān)注“NXP客棧”微信公眾號

NXP客棧

恩智浦致力于打造安全的連接和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，為智慧生活保駕護(hù)航。

長按二維碼，關(guān)注我們

恩智浦MCU加油站

這是由恩智浦官方運營的公眾號，著重為您推薦恩智浦MCU的產(chǎn)品信息、開發(fā)技巧、教程文檔、培訓(xùn)課程等內(nèi)容。

長按二維碼，關(guān)注我們