Zigbee之旅（七）：几个重要的CC2430基础实验——DMA传输
一、承上启下
上一节，我们讲到了ADC的使用，并对片内温度传感器进行了采样。在实际项目中，传感器的数量往往很多，大量的转换数据有待处理。对这些数据的移动将会给CPU带来很大的负担。为了解放CPU，让它有精力去做其他的事儿，DMA（Direct Memory Access）就可以派上用场啦~
下面的介绍摘自《Zigbee技术实践教程》：
从介绍中可以看出，DMA在很多场景中都可以使用。本实验仅涉及最简单的DMA传输，目的在于展示DMA的通用使用流程。至于DMA在其他情景中的应用，以后会在综合性的实验中实现。
二、DMA传输实验
（1）实验简介
将字符数组 sourceString 的内容通过DMA传输到字符数组 destString 中，转换结果通过串口显示到PC上。
（2）程序流程图
（3）实验源码及剖析
实验说明：将字符数组sourceString的内容通过DMA传输到字符数组destString中，转换结果通过串口显示到PC上。
*/
#include<ioCC2430.h>
#define led1 P1_0
#define led2 P1_1
#define led3 P1_2
#define led4 P1_3
/*用于配置DMA的结构体
-------------------------------------------------------*/
#pragma bitfields=reversed
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; //长度域模式选择
unsigned char LENH : 5; //传输长度高字节
unsigned char LENL : 8; //传输长度低字节
unsigned char WORDSIZE : 1; //字节（byte）或字（word）传输
unsigned char TMODE : 2; //传输模式选择
unsigned char TRIG : 5; //触发事件选择
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; //中断屏蔽
unsigned char M8 : 1; //7或8bit传输长度，仅在字节传输模式下适用
unsigned char PRIORITY : 2; //优先级
} DMA_CFG;
#pragma bitfields=default
/*系统时钟初始化
-------------------------------------------------------*/
void xtal_init( void)
{
SLEEP &= ~ 0x04; //都上电
while( !( SLEEP & 0x40)); //晶体振荡器开启且稳定
CLKCON &= ~ 0x47; //选择32MHz 晶体振荡器
SLEEP |= 0x04;
}
/*LED初始化
-------------------------------------------------------*/
void led_init( void)
{
P1SEL = 0x00; //P1为普通 I/O 口
P1DIR |= 0x0F; //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 输出
led1 = 1; //关闭所有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，设置P0.2与P0.3为外部设备IO口
PERCFG &= ~ 0x01; //选择UART0为可选位置一,即RXD接P0.2,TXD接P0.3
U0CSR = 0xC0; //设置为UART模式,并使能接受器
U0GCR = 11;
U0BAUD = 216; //设置UART0波特率为115200bps
U0UCR |= StopBits| Parity; //设置停止位与奇偶校验
}
/*UART0发送数据
-------------------------------------------------------*/
void Uart0Send( unsigned char data)
{
while( U0CSR & 0x01); //等待UART空闲时发送数据
U0DBUF = data;
}
/*UART0发送字符串
-------------------------------------------------------*/
void Uart0SendString( unsigned char *s)
{
while( *s != 0) //依次发送字符串s中的每个字符
Uart0Send( *s ++);
}
/*主函数
-------------------------------------------------------*/
void main( void)
{
DMA_CFG dmaConfig; //定义配置结构体
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(); //系统时钟初始化
led_init();
Uart0Init( 0x00 , 0x00); //UART初始化
Uart0SendString( sourceString); //传输前的原字符数组
Uart0SendString( destString); //传输前的目的字符数组
//配置DMA结构体
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; //选择LEN作为传送长度
dmaConfig . LENH =( unsigned char)(( unsigned int) sizeof( sourceString) >> 8); //传输长度
dmaConfig . LENL =( unsigned char)(( unsigned int) sizeof( sourceString));
dmaConfig . WORDSIZE = 0x00; //选择字节（byte）传送
dmaConfig . TMODE = 0x01; //选择块传送（block）模式
dmaConfig . TRIG = 0; //无触发(可以理解为手动触发）
dmaConfig . SRCINC = 0x01; //源地址增量为1
dmaConfig . DESTINC = 0x01; //目的地址增量为1
dmaConfig . IRQMASK = 0; //DMA中断屏蔽
dmaConfig . M8 = 0x00; //选择8位长的字节来传送数据
dmaConfig . PRIORITY = 0x02; //传输优先级为高
DMA0CFGH =( unsigned char)(( unsigned int) & dmaConfig >> 8); //将配置结构体的首地址赋予相关SFR
DMA0CFGL =( unsigned char)(( unsigned int) & dmaConfig);
DMAARM = 0x01; //启用配置
DMAIRQ = 0x00; //清中断标志
DMAREQ = 0x01; //启动DMA传输
while( !( DMAIRQ & 0x01)); //等待传输结束
for( i = 0; i < sizeof( sourceString); i ++) //校验传输的正确性
{
if( sourceString [ i ] != destString [ i ])
error ++;
}
if( error == 0) //将结果通过串口传输到PC
{
Uart0SendString( "Correct!");
Uart0SendString( destString); //传输后的目的字符数组
}
else
Uart0SendString( "Error!");
while( 1);
}
使用DMA的基本流程是：配置DMA → 启用配置 → 启动DMA传输 → 等待DMA传输完毕。下面分别介绍：
（1）配置DMA：首先必须配置DMA，但DMA的配置比较特殊：不是直接对某些SFR赋值，而是在外部定义一个结构体，对其赋值，然后再将此结构体的首地址的高8位赋给 DMA0CFGH，将其低8位赋给 DMA0CFGL。（关于配置结构体中的详细说明，请参考CC2430中文手册）
CC2430 小贴士
关于上面源码中对配置结构体的定义，需做两点说明：
（1）位域
在定义此结构体时，用到了很多冒号（:），后面还跟着一个数字，这种语法叫“位域”：
位域是指信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。
（2）抽象出常用函数
细心的读者会发现，在对结构体赋值时，经常会涉及到将一个16位unsigned int 类型值分别赋予两个8位的unsigned char类型值，处理方法如下：
dmaConfig . SRCADDRL =( unsigned char)(( unsigned int) & sourceString);
对于这类经常会用到的函数，我们不妨抽象出来作为一个通用函数，如下：
do {
destH =( unsigned char)(( unsigned int) word >> 8);
destL =( unsigned char)(( unsigned int) word);
} while( 0)
以后每当你需要进行类似的分割操作时，直接调用即可，如下所示：
（2）启用配置：首先将结构体的首地址 &dmaConfig 的高/低8位分别赋给SFR DMA0CFGH 和 DMA0CFGL（其中的0表示对通道0配置，CC2430包含5个DMA通道，此处使用通道0）。然对 DMAARM.0 赋值1，启用通道0的配置，使通道0处于工作模式。
（3）开启DMA传输：对 DMAREQ.0 赋值1，启动通道0的DMA传输。
（4）等待DMA传输完毕：通道0的DMA传输完毕后，就会触发中断，通道0的中断标志 DMAIRQ.0 会被自动置1。然后对两个字符串的每一个字符进行比较，将校验结果发送至PC。
（4）实验结果
首先打开串口调试工具，然后开启CC2430调试，就会出现如下画面：
你会发现 destString 的内容已经完全被 sourceString 所填充。
Done~
三、结语
本节介绍了DMA的使用方法，尽管很简单，但是我想大家已经明白了DMA的基本用法，以后遇到其复杂的使用情景，也可比较淡定的分析。
再好的台式机都会出现死机的状况，同样，一个嵌入式系统也难免会陷入停滞状态。下一节，我们将介绍一种非常有效的系统复位方法：看门狗。