SAM4E單片機之旅——11、UART之PDC收發(fā)
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使用PDC進行數(shù)據(jù)的收發(fā)能減少CPU的開銷。這次就使用PDC進行UART數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，同時，也利用TC也實現(xiàn)了PDC的接收超時。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201703/345735.htmPDC是針對外設(shè)的DMA控制器。對比DMA控制器，它更為簡便，與相應外設(shè)的結(jié)合也更為緊密。比如說，要配置PDC時，首先要啟用相應的外設(shè)的時鐘;同時PDC收發(fā)的狀態(tài)是通過外設(shè)上的寄存器反映出來的;甚至中斷也是通過相應外設(shè)產(chǎn)生的。
使用PDC時，只需設(shè)置好傳輸時內(nèi)存的地址，以及傳輸長度，就可以在外設(shè)和內(nèi)存之前進行數(shù)據(jù)傳輸了。而SAM4的PDC甚至還提供了一個類似FIFO的功能：可以在進行本次傳輸?shù)耐瑫r指定下次傳輸時的地址和長度，然后在本次傳輸結(jié)束時開始下一次傳輸。
一、 實現(xiàn)思路
本次會使用兩組緩沖區(qū)，分別用來數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。在接收數(shù)據(jù)完成后，就讓PDC把這個緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并且使用另一個緩沖區(qū)進行數(shù)據(jù)接收。
使用PDC發(fā)送數(shù)據(jù)較為簡單，只需設(shè)置好需要發(fā)送的數(shù)據(jù)的地址和長度即可。
但是在使用PDC接收數(shù)據(jù)的時，如果未接收足夠指定數(shù)目的數(shù)據(jù)，是不會產(chǎn)生中斷的。在這里使用TC來進行PDC接收數(shù)據(jù)時的等待超時處理：
UART的引腳在沒有數(shù)據(jù)傳輸時，是一直保持在高電平狀態(tài)的。即只在有數(shù)據(jù)傳輸時，才會有電平的切換。而TC可以使用外部信號進行觸發(fā)以重置計數(shù)器。這樣一來，就可以讓UART在接收數(shù)據(jù)的同時，不斷對TC的計數(shù)器進行重置。而在沒有接收數(shù)據(jù)時，就會使得TC順利步進到一個特定的值，從而產(chǎn)生一個中斷。
二、 UART的PDC配置
UART和MCK的基本配置保持不變：MCK為120 MHz，UART波特率為11520 Hz。
在配置PDC時，需要確保已經(jīng)開啟了相應UART的時鐘，否則配置不生效。
緩沖區(qū)和PDC的配置。配置完成，且啟用UART的接收后，就可以進行數(shù)據(jù)的接收了。
/* 緩沖區(qū) */
#define BUF_SIZE 8
uint8_t BUF1[BUF_SIZE];
uint8_t BUF2[BUF_SIZE];
uint8_t* RX_BUF;
/* 先設(shè)置好接收的BUF */
RX_BUF = BUF1;
PDC_UART0->PERIPH_RPR = RX_BUF;
PDC_UART0->PERIPH_RCR = BUF_SIZE;
/* 使能輸入輸出*/
PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTEN | PERIPH_PTCR_TXTEN;
中斷設(shè)置。PDC的中斷是通過相應外設(shè)產(chǎn)生的，所以這里需要對UART的中斷進行配置。
/* 啟用緩沖區(qū)滿中斷*/
UART0->UART_IER = UART_IER_RXBUFF;
/* 在NVIC中啟用中斷，將優(yōu)先級設(shè)置為1*/
NVIC_DisableIRQ(UART0_IRQn);
NVIC_ClearPendingIRQ(UART0_IRQn);
NVIC_SetPriority(UART0_IRQn, 1);
NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);
將接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)通過PDC發(fā)送出去，并開始下一次數(shù)據(jù)的接收。
/* 參數(shù)size： 表示接收緩沖區(qū)中需要發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度 */
void TransferRxBufAndRec(int size)
{
/* 等待發(fā)送完成 */
while(!(UART0->UART_SR & UART_SR_TXBUFE))
;
/* 通過PDC發(fā)送 */
PDC_UART0->PERIPH_TPR = RX_BUF;
PDC_UART0->PERIPH_TCR = size;
/* 使用另一個緩沖區(qū)繼續(xù)接收 */
RX_BUF = (RX_BUF == BUF1) ? BUF2 : BUF1;
PDC_UART0->PERIPH_RPR = RX_BUF;
PDC_UART0->PERIPH_RCR = BUF_SIZE;
}
UART的中斷處理函數(shù)。在中斷時，只需調(diào)用上面的函數(shù)，將接收緩沖區(qū)的內(nèi)容重新發(fā)送出去即可。
void UART0_Handler(void)
{
/*判斷是否是由“接收緩沖區(qū)滿”引發(fā)的中斷 */
if (UART0->UART_SR & UART_SR_RXBUFF)
{
TransferRxBufAndRec(BUF_SIZE);
}
}
這樣配置完成后，刪除上一節(jié)中UART收發(fā)數(shù)據(jù)的代碼，即可完成數(shù)據(jù)的收發(fā)了。
三、 TC的配置
使用的通道為通道0：
#define gUseTc TC0->TC_CHANNEL[0]
使TC工作在波形輸出模式下，將TIOB引腳(PA1)用做外部事件引腳，短接它和UART0接收引腳，即短接PA1和PA9引腳。在配置完成后，若500ms內(nèi)沒有數(shù)據(jù)接收，則強制開始數(shù)據(jù)的發(fā)送。
使能TC時鐘，及GPIO設(shè)置。
PMC->PMC_PCER0 = (1 << ID_TC0);
const uint32_t TIOB_PIN = PIO_PA1;
PIOA->PIO_PDR = TIOB_PIN;
PIOA->PIO_ABCDSR[0] |= TIOB_PIN;
PIOA->PIO_ABCDSR[1] &= ~TIOB_PIN;
TC模式設(shè)置。
利用TC的RC比較時產(chǎn)生的中斷進行超時提醒，TIOB引腳電平的下降沿TC的觸發(fā)。由于進行TC觸發(fā)時也會開啟時鐘，所以在RC比較時暫停時鐘。
由于超時時間可能較長，且精度要求不高，讓TC使用慢時鐘SLCK就可以了。
gUseTc.TC_CMR =
TC_CMR_WAVE /* 波形模式 */
| TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK5 /* 時鐘5: SLCK */
| TC_CMR_WAVSEL_UP_RC /* 波形僅上升，且RC比較時觸發(fā) */
| TC_CMR_CPCSTOP /* RC 比較時自動停止時鐘 */
| TC_CMR_EEVT_TIOB /* 設(shè)置為外部事件為TIOB */
| TC_CMR_EEVTEDG_FALLING /* 外部事件下降沿觸發(fā) */
| TC_CMR_ENETRG /* 使能外部事件 */
;
RC設(shè)置，以及TC啟用。在RC比較后，計數(shù)器將暫停工作。在下次UART數(shù)據(jù)的接收時，TIOB引腳的信號會觸發(fā)TC以重新開始計數(shù)。
/* UART的PDC接收時等待超時時間 */
#define UART_RX_WAIT_MS 500
/* 設(shè)置RC */
const uint32_t rc_v = CHIP_FREQ_SLCK_RC * UART_RX_WAIT_MS / 1000;
gUseTc.TC_RC = TC_RC_RC(rc_v);
/* 使能TC時鐘，但不開始*/
gUseTc.TC_CCR = TC_CCR_CLKEN;
中斷設(shè)置。TC中斷的優(yōu)先級比UART的要高。
/* RC 比較時產(chǎn)生中斷 */
gUseTc.TC_IER = TC_IER_CPCS;
/* NVIC , 優(yōu)先級設(shè)置為0 */
NVIC_DisableIRQ(TC0_IRQn);
NVIC_ClearPendingIRQ(TC0_IRQn);
NVIC_SetPriority(TC0_IRQn, 0);
NVIC_EnableIRQ(TC0_IRQn);
中斷處理。中斷處理中過程中禁用PDC數(shù)據(jù)的接收，以免丟失數(shù)據(jù)。
void TC0_Handler(void)
{
uint32_t status = gUseTc.TC_SR;
/* 判斷中斷是否為RC比較觸發(fā)的 */
if (status & TC_SR_CPCS)
{
PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTDIS;
/* 計算PDC中接收到的數(shù)據(jù)的大小 */
const int rec_size = BUF_SIZE - (PDC_UART0->PERIPH_RCR);
if (rec_size != 0)
{
TransferRxBufAndRec(rec_size);
}
PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTEN;
}
}
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