MSP430系列单片机的DMA使用全面认识

DMA的解释

DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)。 DMA 传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由 DMA 控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能 嵌入式系统算法和网络是很重要的。

MSP430系列单片机中的DMA

MSP430系列单片机扩展的DMA具有来之所有外设的触发器，不需要CPU的干预即可提供先进的可配置的数据传输能力，从而加速了基于MCU的信号处理进程，DMA传输的触发来源对CPU 来说是完全透明的，DMA控制器可在内存与外部及外部硬件之间进行精确的传输控制。DMA 消除了数据传输延迟时间以及各种开销，从而可以解放16位RISC CPU，以便其将更多的时间用于处理数据，而非执行正在处理的任务。

MSP430 DMA控制器的特性

MSP430系列单片机的DMA模块大多有以下特点：

 无需CPU介入，完全由DMA控制器自行管理。

 在整个地址空间范围内有效，块方式传输可达65536字节；

 每次传输仅需要2个MCLK；

 可在CPU进入超低功耗模式时运行；

 字节和字混合传输；

 四种传输寻址模式：固定地址到固定地址、固定地址到块地址、块地址到固定地址以及块地址到块地址；

 触发方式灵活：边沿或者电平触发。

 多种触发源可配置。

 多通道优先级可配置。

DMA的应用

最常见的场景，当你想吃饭时，你需要中止你的工作，走出去，到某家店，点餐，等餐，用餐，再回到你的工作地点继续你的工作。如果工作比较多的时候呢？你就没有时间外出，那你一般就是点个外卖，然后继续你的工作，等外卖员把餐送到了，再用餐，用餐后再继续你的工作。现在把这个场景全部类比到单片机的工作中来，吃饭是一个支线任务，但无法直接开始，需要等待，点餐是一个机器周期可以完成的简单操作，你的工作是CPU的主线任务。对于CPU而言，如果主线任务比较繁重，而支线任务又不得不做，那做了支线任务就必然要占用做主线的时间，这个结果就可能导致主线任务完成得不好，所以在这个时候我们就需要一个外卖员，他就是DMA！

明确你得需求

好多人是按章节学习，到了DMA这一章就到处询问怎么使用DMA，要程序要代码，但是我在上面也举过例子了，你只有在CPU主线特别忙得时候才需要用到DMA，又或者是某种低功耗需求而IO处理有特别多得时候。没有这种需求你完全没必要去搞清楚DMA是怎么用的，你只要知道有这么个东西就行了，将来有需求了再回来研究。因为这里面还是有很多坑的，如果你急这在项目里上马DMA，那不可预料的BUG真的是会耽误你很多时间。所以根据你的需求，谨慎选择是否继续读下去。

一个能用起来的官方例程

注释已翻译成中文了

#include

#include

int main(void)

{

  WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD;                   // 关闭看门狗

  P1DIR |= 0x01;                            // P1.0 设为输出

  __data20_write_long((uintptr_t) &DMA0SA,(uintptr_t) 0x1C00);

                                            // 设置源地址

  __data20_write_long((uintptr_t) &DMA0DA,(uintptr_t) 0x1C20);

                                            // 设置目标地址

  DMA0SZ = 16;                              // 设置传输快尺寸

  DMA0CTL = DMADT_5+DMASRCINCR_3+DMADSTINCR_3; 

  // 通道0：重复块传输、源地址和目标地址自动增计数，默认为软件触发

  DMA0CTL |= DMAEN;                         // 使能DMA通道0

  while(1)

  {

    P1OUT |= 0x01;                          // 置位P1.0

    DMA0CTL |= DMAREQ;                      // 触发块传输

    P1OUT &= ~0x01;                         // 复位P1.0

  }

}

一些说明

 官方历程由来：点我下载msp430ware，具体请自行搜索。

 关于程序执行过程，手册说DMA块传输需要2×MCLK×DMAxSZ（记tD）的时间，所以在执行了触发语句DMA0CTL |= DMAREQ; 后CPU将处于挂起状态，即在本例中，在执行*P1OUT &= ~ 0x01;*之前，系统会待机tD ，一定要引起注意。

 在老版的CCS中用MSP430wave导入的例程中，代码长这样：

#include

int main(void)

{

  WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD;                   // 关闭看门狗

  P1DIR |= 0x01;                            // P1.0 设为输出

  __data16_write_long((unsigned short) &DMA0SA,(unsigned long) 0x1C00);

                                            // 设置源地址

  __data20_write_long((unsigned short) &DMA0DA,(unsigned long) 0x1C20);

                                            // 设置目标地址

  DMA0SZ = 16;                              // 设置传输快尺寸

  DMA0CTL = DMADT_5+DMASRCINCR_3+DMADSTINCR_3; 

  // 通道0：重复块传输、源地址和目标地址自动增计数，默认为软件触发

  DMA0CTL |= DMAEN;                         // 使能DMA通道0

  while(1)

  {

    P1OUT |= 0x01;                          // 置位P1.0

    DMA0CTL |= DMAREQ;                      // 触发块传输

    P1OUT &= ~0x01;                         // 复位P1.0

  }

}

你在编译的时候会发现在设置地址的地方有警告 #770-D conversion from pointer to smaller integer 你可以自行比较一下新旧连个例程就应该知道问题在哪了1。

待续

之所以提到这个，是因为在我写总结的时候才下载了最新的CCS9.10,而之前我的工程都是用的CCS6.10，而我的工程电脑也不联网，就不知道有新版本。这个警告起初困惑了我很久，因为我确实习惯消除掉程序里的所有警告，而为了解决这个问题我还真是测试了很久才get到20位地址空间这个点，算是个不大不小的坑。通过这个例子，我建议大家还是时不时关注下工具软件的更新，兴许一些老问题就迎刃而解了