AtmelStudio 7 ASF库学习笔记三：利用PDCA(DMA)实现串口不定长度收发

本文主要是介绍AtmelStudio 7 ASF库学习笔记三：利用PDCA(DMA)实现串口不定长度收发，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、前言

DMA是单片机里的好东西，能把CPU从不断轮询和数据传输中解放出来，大大提高了系统性能。用过STM32就知道串口接收可以利用DMA配合空闲中断实现不定长度接收，数据通过DMA自动传输到缓存中，不用收到一个字节中断一次，十分方面。

想在ATSAM芯片上实现类似的功能，查看了数据手册，ATSAM上的DMA叫做PDCA，串口没有空闲中断，但是有个更好的接收超时中断，这两个配合就能实现串口不定长度接收了。

用到的工具如下：

IDE：AtmelStudio 7

芯片：ATSAM4LS2C (M4内核，主频48M)

ASF版本：3.47

仿真器：JLink v9

二、串口DMA接收

2.1 ASF库用到的模块如下

在conf_uart_seral.h里定义好串口的配置

#define USART_SERIAL                 USART0		//串口0
#define USART_SERIAL_BAUDRATE        9600		//波特率
#define USART_SERIAL_CHAR_LENGTH     US_MR_CHRL_8_BIT	//数据位8位
#define USART_SERIAL_PARITY          US_MR_PAR_NO	//无奇偶校验
#define USART_SERIAL_STOP_BIT        US_MR_NBSTOP_1_BIT	//1位停止位#define USART_SERIAL_RX_PIN           PIN_PA11A_USART0_RXD//接收引脚
#define USART_SERIAL_RX_MUX           MUX_PA11A_USART0_RXD//复用Usart0接收#define USART_SERIAL_TX_PIN           PIN_PA12A_USART0_TXD//发送引脚
#define USART_SERIAL_TX_MUX           MUX_PA12A_USART0_TXD//复用Usart0发送#define RX_BUFFER_SIZE		128	    //接收缓存长度
#define PDCA_PID_USART_RX   0		//串口0接收 PID
#define PDCA_RX_CHANNEL		0		//串口0接收 PDCA通道0#define TX_BUFFER_SIZE		128		//发送缓存长度
#define PDCA_PID_USART_TX   18		//串口0发送 PID
#define PDCA_TX_CHANNEL		1		//串口0发送 PDCA通道1

2.2串口初始化

void Usart0_init()
{//配置TX端口模式ioport_set_pin_mode(USART_SERIAL_TX_PIN, USART_SERIAL_TX_MUX);ioport_disable_pin( USART_SERIAL_TX_PIN);//关闭普通io功能//配置RX端口模式ioport_set_pin_mode( USART_SERIAL_RX_PIN,  USART_SERIAL_RX_MUX);ioport_disable_pin( USART_SERIAL_RX_PIN);//串口配置选项usart_serial_options_t usart_options = {.baudrate = USART_SERIAL_BAUDRATE,		//波特率.charlength = USART_SERIAL_CHAR_LENGTH,	//数据位宽.paritytype = USART_SERIAL_PARITY,		//奇偶校验.stopbits = USART_SERIAL_STOP_BIT};			//停止位// 初始化串口，重定向printfstdio_serial_init(USART_SERIAL, &usart_options);usart_disable_writeprotect(USART_SERIAL);//关闭写保护//超时时间10个时钟周期usart_set_rx_timeout(USART_SERIAL,10);usart_enable_writeprotect(USART_SERIAL);//使能写保护usart_start_rx_timeout(USART_SERIAL);//清除接收超时标志，重新开始等待超时	//串口0总中断 抢占优先级0，响应优先级0NVIC_SetPriority(USART0_IRQn, NVIC_EncodePriority(NVIC_GetPriorityGrouping(),0, 0));//使能USART0总中断NVIC_EnableIRQ(USART0_IRQn);//使能串口0接收超时中断usart_enable_interrupt(USART_SERIAL, US_IER_TIMEOUT);//使能发送usart_enable_tx(USART_SERIAL);//使能接收usart_enable_rx(USART_SERIAL);
}

想利用DMA实现空闲中断，关键就在 usart_set_rx_timeout(USART_SERIAL,10);设置接收超时时间，根据数据手册里的描述，当收到一个字符后，开始超时计数，如果达到设定的超时时间还没有收到下一个字符，CSR.TIMEOUT就被置1，触发超时中断。

像STM32空闲中断是判断超过一个字节的时间没有再收到字符，就认为总线空闲了，同理这里设置10个时钟周期，因为1个字节有10位，起始位+8位数据+停止位，效果就和总线空闲相同了，另外要注意Receiver Time-out Register是写保护的，要先调用usart_disable_writeprotect关闭写保护。

2.3PDCA（DMA）接收初始化

//接收缓存
U8 RxBuffer[RX_BUFFER_SIZE];void Pdca_Rx_init(void)
{//pdca通道配置pdca_channel_config_t pdca_rx_configs = {.addr   = (void *)RxBuffer,     //内存地址.pid    = PDCA_PID_USART_RX,    //外设ID.size   = RX_BUFFER_SIZE,      //长度.r_addr = (void *)0,		   //重装载内存地址.r_size = 0,                  //重装载长度.etrig  = false,              //外设事件触发.ring   = false,              //环型buffer.transfer_size = PDCA_MR_SIZE_BYTE //数据宽度};//使能pdca模块pdca_enable(PDCA);//初始化接收通道0pdca_channel_set_config(PDCA_RX_CHANNEL, &pdca_rx_configs);//设置中断回调函数//pdca_channel_set_callback(PDCA_RX_CHANNEL, pdca_tranfer_done, PDCA_0_IRQn,1, PDCA_IER_TRC);//使能接收通道0pdca_channel_enable(PDCA_RX_CHANNEL);}

pdca_channel_config_t 配置选项简单介绍一下：

（1）addr是数据地址，这里指向缓存RxBuffer

（2）.pid是外设的ID，这个要去翻数据手册，可以看到USART0 RX的ID是0，而USART0 TX的ID是18

（3）.size是长度，我们这里设置RxBuffer的大小。

（4）r_addr是重装载的地址，这里没用到

（5）.r_size是重装载的长度，这里没用到

（6）.etrig是否外设事件触发，外设事件是PEVC，这里没用到。

（7）.ring是环形buffer，可以和r_addr、r_size配合使用，类似于STM32 DMA的循环模式，这里没用到。

（8）.transfer_size是数据宽度，有1个字节PDCA_MR_SIZE_BYTE；半字长（2字节）PDCA_MR_SIZE_HALF_WORD和一个字长（4字节）PDCA_MR_SIZE_WORD。

2.4接收处理

等到接收一帧完整的数据后才会触发中断，需要调用usart_start_rx_timeout清除超时标志，重新开始等待超时；同时重新装载一下DMA的长度。然后就可以愉快的处理数据了。

//串口0中断函数
void USART0_Handler(void)
{U32 u32_uart_status = usart_get_status(USART_SERIAL);/*-------------------------     接收中断处理	------------------------------*/	if (u32_uart_status & US_CSR_TIMEOUT)//判断接收超时{usart_start_rx_timeout(USART_SERIAL);//清除接收超时标志，重新开始等待超时	pdca_channel_disable(PDCA_RX_CHANNEL);U16 len = RX_BUFFER_SIZE - pdca_channel_read_load_size(PDCA_RX_CHANNEL);//计算接收到的数据帧长度pdca_channel_write_load(PDCA_RX_CHANNEL,RxBuffer,RX_BUFFER_SIZE);//重新装载DMA长度pdca_channel_enable(PDCA_RX_CHANNEL);printf("接收完成\r\n");printf("长度：%d\r\n",len);printf("数据：");for(U16 i=0;i<len;i++){usart_putchar(USART_SERIAL,RxBuffer[i]);}printf("\r\n\r\n");}
}

5.效果

三、串口DMA发送

3.1 PDCA（DMA）发送初始化

注意先不使能PDCA通道，因为一使能就开始发送了。


void Pdca_Tx_init(void)
{//pdca通道配置pdca_channel_config_t pdca_tx_configs = {.addr   = (void *)TxBuffer,     //内存地址.pid    = PDCA_PID_USART_TX,    //外设ID.size   = TX_BUFFER_SIZE,      //长度.r_addr = (void *)0,		   //重装载内存地址.r_size = 0,                  //重装载长度.etrig  = false,              //外设事件触发.ring   = false,              //环型buffer.transfer_size = PDCA_MR_SIZE_BYTE //数据宽度};//使能pdca模块pdca_enable(PDCA);//初始化接收通道1pdca_channel_set_config(PDCA_TX_CHANNEL, &pdca_tx_configs);//设置中断回调函数//pdca_channel_set_callback(PDCA_RX_CHANNEL, pdca_tranfer_done, PDCA_0_IRQn,1, PDCA_IER_TRC);//先不使能pdca_channel_disable(PDCA_TX_CHANNEL);}

3.2发送函数

这里简单发送0x00到0x07共8个字节，最后一使能就开始发送

void Usart0_Sned_Frame()
{for(U8 i=0;i<8;i++){TxBuffer[i]=i;}pdca_channel_disable(PDCA_TX_CHANNEL);pdca_channel_write_load(PDCA_TX_CHANNEL,TxBuffer,8);//装载8个字节pdca_channel_enable(PDCA_TX_CHANNEL);//使能发送
}

主函数里循环发送：

#define NVIC_PriorityGroup_2         ((uint32_t)0x5) /*!< 2 bits for pre-emption priority   2 bits for subpriority */
int main (void)
{/* Insert system clock initialization code here (sysclk_init()). */sysclk_init();board_init();delay_init();NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_2);	//中断分组2 2位抢占，2位响应/* Insert application code here, after the board has been initialized. */	Usart0_init();Pdca_Rx_init();Pdca_Tx_init();while(1){Usart0_Sned_Frame();delay_ms(500);}
}