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前言 AT32F402/405拥有2个DMA控制器(DMA1/DMA2),每个DMA支持7个通道且外设的DMA请求可映射到任意通道上。本文主要就DMA的基本功能进行讲解和案列解析。 支持型号列表:AT32F402系列/AT32F405系列
备注:本文档仅供有小伙伴们参考,如需更多资料可访问雅特力官网https://www.arterytek.com/cn/support/index.jsp?index=1 1 DMAMUX简介
对于如何将外设的DMA请求映射到任意的数据流通道上,就需要使用到DMAMUX。DMAMUX针对每个外设都设计了独有的ID号,使用者只需要将此ID号写入对应的寄存器中并打开DMAMUX功能即可。DMAMUX的引入,使得DMA相较于传统DMA控制器变得更加灵活,使用者可以随意的分配7个通道的使用情况,不必再纠结与某个IP的DMA请求只能固定使用在某个或某几个通道上。
2 DMA功能解析2.1 可编程数据宽度
DMA控制器的通道可支持传输不同数据宽度,byte/halfword/word。通过DMA_CxCTRL中的PWIDTH和MWIDTH位可以对源数据和目标数据的数据宽度进行编程,通常情况下需要设置PWIDTH和MWIDTH位相等,当PWIDTH不等于MWIDTH时,会依据PWIDTH/ MWIDTH设定将资料对齐。
2.2 配置DMAMUX
在M2P与P2M模式下,必须配置DMAMUX,否则DMA不会响应外设DMA请求。DMAMUX的作用是为外设的DMA请求复用通道,即任何一个外设的DMA请求可以映射到DMA1/DMA2的任意通道,这大大增加了DMA通道分配的灵活性。配置DMAMUX比较简单,只需调用专门提供的两个接口函数即可:
- /* 使能DMAMUX功能 */
- void dmamux_enable(dma_type *dma_x, confirm_state new_state);
- /* 配置DMAMUX通道 */
- void dmamux_init(dmamux_channel_type *dmamux_channelx, dmamux_requst_id_sel_type dmamux_req_sel);
2.3 配置请求生成器模块
在配置了DMAMUX时,可选择配置DMA请求生成器模块,模块一共有4个请求生成器通道。此模块无需任何传统外设(如TIMER、SPI等)提供DMA请求,可通过外部EXINT输入作为DMA请求源输入。配置请求生成器模块较为简单,只需调用专门提供的接口函数即可:
- /* 初始化请求生成器结构体参数 */
- dmamux_generator_default_para_init(&dmamux_gen_init_struct);
- /* 配置请求生成器结构体 */
- dmamux_gen_init_struct.gen_polarity = DMAMUX_GEN_POLARITY_RISING;
- dmamux_gen_init_struct.gen_request_number = 4;
- dmamux_gen_init_struct.gen_signal_sel = DMAMUX_GEN_ID_EXINT0;
- dmamux_gen_init_struct.gen_enable = TRUE;
- /* 配置请求生成器 */
- dmamux_generator_config(DMA2MUX_GENERATOR1, &dmamux_gen_init_struct);
2.4 配置请求同步模块
在配置了DMAMUX时,可选择配置DMA同步模块,模块一共有7个同步通道。使能此功能后,当外设产生DMA请求时,DMA不会马上响应并传输数据,而是要等待同步信号的到来,当接收到同步信号后,DMA才会根据配置传输数据;同步信号可由外部EXINT输入提供配置同步模块较为简单,只需调用专门提供的接口函数即可.
- /* 初始化同步模块结构体参数 */
- dmamux_sync_default_para_init(&dmamux_sync_init_struct);
- /* 配置同步模块结构体参数 */
- dmamux_sync_init_struct.sync_request_number = 4;
- dmamux_sync_init_struct.sync_signal_sel = DMAMUX_SYNC_ID_EXINT0;
- dmamux_sync_init_struct.sync_polarity = DMAMUX_SYNC_POLARITY_RISING;
- dmamux_sync_init_struct.sync_event_enable = FALSE;
- dmamux_sync_init_struct.sync_enable = TRUE;
- /* 配置同步模块 */
- dmamux_sync_config(DMA2MUX_CHANNEL4, &dmamux_sync_init_struct);
3 3. DMA配置解析
以下对DMA的配置接口及流程进行说明。
3.1 函数接口
- /* 复位通道 */
- void dma_reset(dma_channel_type *dmax_channely);
- /* 初始化DMA结构体参数 */
- void dma_default_para_init(dma_init_type *dma_init_struct);
- /* 初始化通道 */
- void dma_init(dma_channel_type *dmax_channely, dma_init_type *dma_init_struct);
- /* 使能通道 */
- void dma_channel_enable(dma_channel_type *dmax_channely, confirm_state new_state);
- /* 使能DMAMUX */
- void dmamux_enable(dma_type *dma_x, confirm_state new_state);
- /* 写入DMA请求ID号 */
- void dmamux_init(dmamux_channel_type *dmamux_channelx, dmamux_requst_id_sel_type dmamux_req_sel);
- /* 初始化DMA请求生成器模块 */
- void dmamux_generator_config(dmamux_generator_type *dmamux_gen_x, dmamux_gen_init_type *dmamux_gen_init_struct);
- /* 初始化DMA请求同步模块 */
- void dmamux_sync_config(dmamux_channel_type *dmamux_channelx, dmamux_sync_init_type *dmamux_sync_init_struct);
[url=]3.2 数据流配置n 设置外设地址(CxPADDR寄存器)
数据传输的初始外设地址,在传输过程中不可被改变。
n 设置存储器地址(CxMADDR寄存器)
数据传输的初始内存地址,在传输过程中不可被改变。
n 配置数据传输量(CxDTCNT寄存器)可编程的传输数据长度最大为65535。在传输过程中,该传输数据量的值会逐渐递减。 n 数据流配置(CxCTRL寄存器)
包含通道优先级,数据传输的方向、宽度、地址增量模式、循环模式和中断方式。
Ø 优先级(CHPL)
分为4个等级,最高优先级、高优先级、中等优先级和低优先级。
若有2个流优先级设定相同,则较低编号的流有较高的优先权。举例,流1优先于流2。
Ø 数据传输方向(DTD)
分为存储器到外设(M2P),外设到存储器(P2M)或存储器到存储器(M2M)传输。
在存储器到存储器传输模式下不允许使用循环模式、双缓冲模式和直接模式。
Ø 数据传输宽度(PWIDTH/ MWIDTH)
根据实际使用情景,可配置宽度为byte、halfword、word。
Ø 地址增量模式(PINCM/MINCM)
当通道配置设定为增量模式时,下一笔传输的地址将是前一笔传输地址加上传输宽度(PWIDTH/MWIDTH)。
Ø 循环模式(LM)
当流配置设定为循环模式时,在最后一次传输后CxDTCNT寄存器的内容会恢复成初始值。
n 使能DMAMUX(MUXSEL寄存器的TBL_SEL位)
在非存储器到存储器(M2M)模式下时,需要使能DMAMUX功能,才能启动数据流响应外设的DMA请求。
n 写入外设ID号(MUXCxCTRL寄存器的REQSEL)
在非存储器到存储器(M2M)模式下时,需要将外设的DMA请求ID号写入,才能启动数据流响应外设的DMA请求。
n 打开数据流(CxCTRL寄存器的CHEN位)
3.3 配置流程n 打开DMA时钟; n 调用通道复位函数复位数据流; n 调用结构体初始化函数初始化通道配置结构体; n 调用初始化函数初始化通道; n 调用DMAMUX使能函数以及ID号写入函数配置DMAMUX相关内容; n 调用通道使能函数开启通道。
4 案例 数据从FLASH传输到SRAM4.1 功能简介实现了使用DMA将数据从片上FLASH搬运到内部SRAM中。 4.2 资源准备1) 硬件环境: 对应产品型号的AT-START BOARD 2) 软件环境 project\at_start_f4xx\examples\dma\flash_to_sram 4.3 软件设计1) 配置流程 n 开启DMA外设时钟 n 配置DMA通道 n 开启传输完成中断 n 开启通道 n 等待数据传输完成 n 比较数据传输是否正确 2) 代码介绍
n main函数代码描述 - int main(void)
- {
- /* 初始化系统时钟 */
- /* initial system clock */
- system_clock_config();
- /* 板载初始化 */
- /* at board initial */
- at32_board_init();
- /* 打开DMA1时钟 */
- crm_periph_clock_enable(CRM_DMA1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- /* dma1 通道初始化 */
- dma_reset(DMA1_CHANNEL1);
- dma_init_struct.buffer_size = BUFFER_SIZE;
- dma_init_struct.direction = DMA_DIR_MEMORY_TO_MEMORY;
- dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)dst_buffer;
- dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_WORD;
- dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)src_const_buffer;
- dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_WORD;
- dma_init_struct.peripheral_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
- dma_init_struct.loop_mode_enable = FALSE;
- dma_init(DMA1_CHANNEL1, &dma_init_struct);
- /* 打开传输完成中断 */
- dma_interrupt_enable(DMA1_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);
- /* dma1 channel1 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(DMA1_Channel1_IRQn, 1, 0);
- dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);
- /* wait the end of transmission */
- while(data_counter_end != 0)
- {
- }
- /* check if the transmitted and received data are equal */
- transfer_status = buffer_compare(src_const_buffer, dst_buffer, BUFFER_SIZE);
- /* 判断数据是否正确,正确则点亮LED灯 */
- if(transfer_status == SUCCESS)
- {
- /* turn led2/led3/led4 on */
- at32_led_on(LED2);
- at32_led_on(LED3);
- at32_led_on(LED4);
- }
- while(1)
- {
- }
4.4 实验效果
n 如若数据传输无误,LED2/3/4会点亮。
5 案例 TMR产生DMA请求将数据从SRAM传输到GPIO5.1 功能简介本案例介绍TMR产生DMA请求将数据从SRAM传输到GPIOB,可通过逻辑分析仪等仪器查看波形。 5.2 资源准备1) 硬件环境: 对应产品型号的AT-START BOARD 2) 软件环境 project\at_start_f4xx\examples\dma\dmamux_data_to_gpio 5.3 软件设计1) 配置流程 n 开启DMA/TMR2/GPIOB外设时钟 n 配置DMA通道 n 配置TMR2开启溢出DMA请求 n 开启传输完成中断 n 开启DMAMUX功能 n 开启通道 n 开启TMR2,使其溢出中断产生DMA请求 2) 代码介绍
n main函数代码描述 - #define BUFFER_SIZE 16
- uint16_t src_buffer[BUFFER_SIZE] = {0x0001, 0x0002, 0x0003, 0x0004, 0x0005, 0x0006, 0x0007, 0x0008,
- 0x0009, 0x000a, 0x000b, 0x000c, 0x000d, 0x000e, 0x000f, 0x0010};
- Int main(void)
- {
- /* 系统时钟初始化 */
- system_clock_config();
- /* 板载初始化 */
- at32_board_init();
- /* 开启 dma2/gpioc/tmr2 时钟 */
- crm_periph_clock_enable(CRM_DMA2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- crm_periph_clock_enable(CRM_TMR2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
-
- /* config gpiob pin for output mode */
- gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_ALL;
- gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
- gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
- gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
- gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
- gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
- /* 初始化TMR2 */
- tmr_base_init(TMR2, 0xFF, 0);
- tmr_cnt_dir_set(TMR2, TMR_COUNT_UP);
-
- /* 开启 TMR2溢出DMA请求 */
- tmr_dma_request_enable(TMR2, TMR_OVERFLOW_DMA_REQUEST, TRUE);
-
- /* dma2 通道1初始化 */
- dma_reset(DMA2_CHANNEL1);
- dma_init_struct.buffer_size = BUFFER_SIZE;
- dma_init_struct.direction = DMA_DIR_MEMORY_TO_PERIPHERAL;
- dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)src_buffer;
- dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)&GPIOB->odt;
- dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.peripheral_inc_enable = FALSE;
- dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
- dma_init_struct.loop_mode_enable = FALSE;
- dma_init(DMA2_CHANNEL1, &dma_init_struct);
- /* 开启传输完成中断 */
- dma_interrupt_enable(DMA2_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);
-
- /* dma2 channel1 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(DMA2_Channel1_IRQn, 1, 0);
-
- /*开启TMR2的DMAMUX功能 */
- dmamux_enable(DMA2, TRUE);
- dmamux_init(DMA2MUX_CHANNEL1, DMAMUX_DMAREQ_ID_TMR2_OVERFLOW);
-
- /* enable dma channel */
- dma_channel_enable(DMA2_CHANNEL1, TRUE);
-
- /* enable tmr2 */
- tmr_counter_enable(TMR2, TRUE);
-
- while(1)
- {
- }
- }
5.4 实验效果n 通过抓取GPIOB的波形,可查看数据,下面抓取GPIO0-GPIO3的数据。 如下为使用逻辑分析仪抓取的GPIO0-GPIO3的输出波形,依次为程序实现定义buffer内的数据
6 案例 DMA请求生成器产生DMA请求6.1 功能简介实现了通过板载按键,使DMAMUX产生DMA请求将数据从源地址传输到目的地址。 6.2 资源准备1) 硬件环境: 对应产品型号的AT-START BOARD 2) 软件环境 project\at_start_f4xx\examples\dma\dmamux_genertor_exint 6.3 软件设计1) 配置流程 n 开启DMA外设时钟 n 配置DMA通道,配置DMAMUX请求生成器模块 n 开启传输完成中断 n 开启通道 n 等待数据传输完成 2) 代码介绍
n main函数代码描述 - int main(void)
- {
- /* initial system clock */
- system_clock_config();
- /* at board initial */
- at32_board_init();
- /* enable dma2/gpioa clock */
- crm_periph_clock_enable(CRM_DMA2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- /* config pa1 for input mode */
- gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_0;
- gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
- gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
- gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
- gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
- gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);
- scfg_exint_line_config(SCFG_PORT_SOURCE_GPIOA, SCFG_PINS_SOURCE0);
- exint_default_para_init(&exint_init_struct);
- exint_init_struct.line_enable = TRUE;
- exint_init_struct.line_mode = EXINT_LINE_INTERRUPUT;
- exint_init_struct.line_select = EXINT_LINE_0;
- exint_init_struct.line_polarity = EXINT_TRIGGER_RISING_EDGE;
- exint_init(&exint_init_struct);
- /* exint line1 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(EXINT0_IRQn, 1, 0);
- /* dma2 channel4 configuration */
- dma_reset(DMA2_CHANNEL4);
- dma_init_struct.buffer_size = BUFFER_SIZE;
- dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
- dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)dst_buffer;
- dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)src_buffer;
- dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.peripheral_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
- dma_init_struct.loop_mode_enable = FALSE;
- dma_init(DMA2_CHANNEL4, &dma_init_struct);
- /* genertor1 configuration */
- dmamux_generator_default_para_init(&dmamux_gen_init_struct);
- dmamux_gen_init_struct.gen_polarity = DMAMUX_GEN_POLARITY_RISING;
- dmamux_gen_init_struct.gen_request_number = 4;
- dmamux_gen_init_struct.gen_signal_sel = DMAMUX_GEN_ID_EXINT0;
- dmamux_gen_init_struct.gen_enable = TRUE;
- dmamux_generator_config(DMA2MUX_GENERATOR1, &dmamux_gen_init_struct);
- /* enable transfer full data interrupt */
- dma_interrupt_enable(DMA2_CHANNEL4, DMA_FDT_INT, TRUE);
- /* dma2 channel4 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(DMA2_Channel4_IRQn, 1, 0);
- /* dmamux function enable */
- dmamux_enable(DMA2, TRUE);
- dmamux_init(DMA2MUX_CHANNEL4, DMAMUX_DMAREQ_ID_REQ_G1);
- /* enable dma channe4 */
- dma_channel_enable(DMA2_CHANNEL4, TRUE);
- while(1)
- {
- }
- }
6.4 实验效果
通过板载user按键,每按一次,DMA会传输4个数据到dst_buffer数组,当数据传输16笔时会产生DMA完成中断。
7 案例 DMA传输数据需等待DMA请求同步信号7.1 功能简介实现了当TMR产生DMA请求后,需等待通过板载按键输入的同步信号,数据才会从源地址传输到目的地址。 7.2 资源准备1) 硬件环境: 对应产品型号的AT-START BOARD 2) 软件环境 project\at_start_f4xx\examples\dma\ dmamux_synchronization_exint 7.3 软件设计1) 配置流程 n 开启DMA外设时钟 n 配置DMA通道,配置DMAMUX同步模块 n 配置TMR n 开启传输完成中断 n 开启通道 n 等待数据传输完成 2) 代码介绍
n main函数代码描述 - int main(void)
- {
- /* initial system clock */
- system_clock_config();
- /* at board initial */
- at32_board_init();
- /* enable dma2/gpioa clock */
- crm_periph_clock_enable(CRM_DMA2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- crm_periph_clock_enable(CRM_TMR1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
- /* config pa1 for input mode */
- gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_0;
- gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
- gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
- gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
- gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
- gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);
- scfg_exint_line_config(SCFG_PORT_SOURCE_GPIOA, SCFG_PINS_SOURCE0);
- exint_default_para_init(&exint_init_struct);
- exint_init_struct.line_enable = TRUE;
- exint_init_struct.line_mode = EXINT_LINE_INTERRUPUT;
- exint_init_struct.line_select = EXINT_LINE_0;
- exint_init_struct.line_polarity = EXINT_TRIGGER_RISING_EDGE;
- exint_init(&exint_init_struct);
- /* exint line1 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(EXINT0_IRQn, 1, 0);
- /* dma2 channel4 configuration */
- dma_reset(DMA2_CHANNEL4);
- dma_init_struct.buffer_size = BUFFER_SIZE;
- dma_init_struct.direction = DMA_DIR_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
- dma_init_struct.memory_base_addr = (uint32_t)dst_buffer;
- dma_init_struct.memory_data_width = DMA_MEMORY_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.memory_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.peripheral_base_addr = (uint32_t)src_buffer;
- dma_init_struct.peripheral_data_width = DMA_PERIPHERAL_DATA_WIDTH_HALFWORD;
- dma_init_struct.peripheral_inc_enable = TRUE;
- dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
- dma_init_struct.loop_mode_enable = FALSE;
- dma_init(DMA2_CHANNEL4, &dma_init_struct);
- dmamux_sync_default_para_init(&dmamux_sync_init_struct);
- dmamux_sync_init_struct.sync_request_number = 4;
- dmamux_sync_init_struct.sync_signal_sel = DMAMUX_SYNC_ID_EXINT0;
- dmamux_sync_init_struct.sync_polarity = DMAMUX_SYNC_POLARITY_RISING;
- dmamux_sync_init_struct.sync_event_enable = FALSE;
- dmamux_sync_init_struct.sync_enable = TRUE;
- dmamux_sync_config(DMA2MUX_CHANNEL4, &dmamux_sync_init_struct);
- /* enable transfer full data interrupt */
- dma_interrupt_enable(DMA2_CHANNEL4, DMA_FDT_INT, TRUE);
- /* dma2 channel4 interrupt nvic init */
- nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
- nvic_irq_enable(DMA2_Channel4_IRQn, 1, 0);
- /* dmamux function enable */
- dmamux_enable(DMA2, TRUE);
- dmamux_init(DMA2MUX_CHANNEL4, DMAMUX_DMAREQ_ID_TMR1_OVERFLOW);
- /* enable dma channe4 */
- dma_channel_enable(DMA2_CHANNEL4, TRUE);
- /* tmr1 configuration */
- tmr_base_init(TMR1, 5000, 5000);
- tmr_cnt_dir_set(TMR1, TMR_COUNT_UP);
- /* enable tmr1 overflow edam request */
- tmr_dma_request_enable(TMR1, TMR_OVERFLOW_DMA_REQUEST, TRUE);
- /* enable tmr1 */
- tmr_counter_enable(TMR1, TRUE);
- while(1)
- {
- }
- }
7.4 实验效果
当TMR产生overflow事件并产生DMA请求,但此时DMA请求不会被响应,只有通过板载user按键,每按一次,会同步4个TMR的DMA请求并将数据传输到dst_buffer数组,当数据传输16笔时会产生DMA完成中断。
[/url]
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