26 DMAC 存储器数据传输实验
开发板官网（https://www.edevkit.com/）
本系列教程目录：
- 瑞萨单片机开发教程[一] e2-studio + DAP LINK开发环境搭建
- 瑞萨单片机开发教程[二] Keil/RASC开发环境搭建
- 瑞萨单片机开发教程[三] 新建RASC工程
- 瑞萨单片机开发教程[四] GPIO输出——led实验
- 瑞萨单片机开发教程[五] GPIO输入——按键key实验
- 瑞萨单片机开发教程[六] ICU外部中断实验
- 瑞萨单片机开发教程[七] SCI UART串口通信实验
- 瑞萨单片机开发教程[八] DMAC 串口数据传输实验
- 瑞萨单片机开发教程[九] ADC 电压采集实验
DMAC 存储器数据传输实验
本章目标：
- 了解 DMA 基本概念和 RA6M5 处理器的 DMAC 模块
- 学会使用 RASC 配置 DMAC 在指定内存间搬移数据
硬件设计（略，参见配套硬件原理图）
软件设计
新建工程
复制一份"07 SCI-UART_Recv_send"并修改文件夹名为"08 DMAC-Memory"，双击打开"EBF_RA6M5.uvprojx"工程，通过 Keil 的新建文件新建"dmac_memory.c"和"dmac_memory.h"，保存到工程目录下的 \\src 文件夹下。
FSP 配置
Keil 界面选择“Tools”→“RA Smart Configurator”打开 RASC 界面。
在 FSP 配置界面里面点开“Stacks”界面，“New Stack”→“Transfer”→“r_dmac”新建两个 DMAC 模块。
添加后，点击模块，在左下角属性界面配置参数。
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| Name | 名字。上图配置为 g_transfer_dmac0，按照自己命名习惯设置、并且与代码中的对应即可。 |
| Channel | 通道：DMA 传输通道选择。这里选择通道 0，通道 0 也是优先级最高的通道。 RA6M5 有 8 个通道，0~7 可选。其他 MCU 型号可能不同。 |
| Mode | 模式：DMA 传输模式选择。默认选择正常模式即可。 |
| Transfer Size | 传输大小：传输数据单元的大小。默认设置为 2 字节即可。 |
| Destination Address Mode | 目标地址模式：默认设置为固定。 |
| Source Address Mode | 源地址模式：默认设置为固定。 |
| Repeat Area (Unused in Normal Mode) | 重复区域（正常模式下不使用）：源地址。 |
| Destination Pointer | 目标指针：NULL（在这里不方便确定传输地址，后续在代码部分配置）。 |
| Source Pointer | 源指针：NULL（在这里不方便确定传输地址，后续在代码部分配置）。 |
| Number of Transfers | 传输次数：指定正常和重复模式的传输次数 或 重复-块传输模式的块大小。 |
| Number of Blocks (Valid only in Repeat, Block or Repeat-Block Mode) | 块数量：指定要在重复、块或重复-块模式下传输的块数。 |
| Activation Source | 触发源：选择 DMAC 传输开始事件。 如果未选择 ELC 事件，则可以使用软件启动。 |
| Callback | 回调函数：触发 DMAC 中断时调用的回调函数。 此处设置为 dmac0_callback。 |
| Context | 上下文：指向通过回调函数传递的上下文结构的指针。 |
| Transfer End Interrupt Priority | 传输结束中断优先级：传输结束中断的优先级设置。 |
| Interrupt Frequency | 中断频率 （选择什么时候触发中断）： 所有传输都完成后产生中断。 传输完每一个块或重复大小的数据时都产生中断。 |
| Offset value | 偏移： 偏移值在每次传输后添加到传输地址。 （仅当地址模式为“偏移”时有效） |
| Source Buffer Size | 源缓冲大小： 指定整个源缓冲区的大小。 （仅适用于带有源地址更新模式的重复-块传输模式，不适用于地址偏移模式） |
配置完成之后可以按下快捷键“Ctrl + S”保存，最后点击“Generate Project Content”按钮，让软件自动生成配置代码即可。
程序设计
实现两个数组内存间数据传输，配置 DMAC 的源地址和目标地址，开启传输后对比发送和接收的数据是否相同，相同则表明传输成功。
- 打开 DMAC 设备对象
fsp_err_t R_DMAC_Open(transfer_ctrl_t * const p_ctrl,
transfer_cfg_t const * const p_cfg);
p_ctrl：用来记录一些状态信息；
p_cfg：配置信息，实际上就是指向 RASC 生成的 g_dma0_cfg 结构体；
- 关闭 DMAC 设备对象
fsp_err_t R_DMAC_Close(transfer_ctrl_t * const p_ctrl);
close 函数会将 DMAC 设备对象的 open 标志位设置为 CLOSED，并且关闭中断。
- 使能 DMAC 的数据传输
fsp_err_t R_DMAC_Enable(transfer_ctrl_t * const p_ctrl);
可能会在其它的 API 中使能 DMAC 的数据传输功能，因而此函数并非一定要手动调用，例如 reset 函数内就会在最后使能 DMAC 的数据传输。
- 软件开启 DMAC 的数据传输
fsp_err_t R_DMAC_SoftwareStart(transfer_ctrl_t * const p_ctrl,
transfer_start_mode_t mode);
mode 参数是 transfer_start_mode_t 枚举类型，可以选择每次软件触发传输时，是只传输一个数据，还是传输多个数据直到所有数据传输完成，此枚举的原型如下：
typedef enum e_transfer_start_mode
{
TRANSFER_START_MODE_SINGLE = 0,
TRANSFER_START_MODE_REPEAT = 1
} transfer_start_mode_t;
- 软件停止 DMAC 的数据传输
fsp_err_t R_DMAC_SoftwareStop(transfer_ctrl_t * const p_ctrl);
只有在使用 softwareStart(…, TRANSFER_START_MODE_REPEAT) 模式的软件触发 DMAC 时，才能使用 softwareStop 函数中断 DMAC 的传输。
程序编写
在 dmac_memory.h 头文件里定义初始化函数，设置数据长度，设置数据地址函数。
#ifndef __BSP_DMAC_MEMORY_H
#define __BSP_DMAC_MEMORY_H
#include "hal_data.h"
//(1) //正常模式
//(2) //重复模式
//(3) //块模式
//(4) //重复-块模式
#define DMAC_TRANSFER_MODE 2
// 用户要发送的数据大小
#define BUFFER_SIZE 32
void set_transfer_dst_src_address( transfer_cfg_t const * const p_config,
void const * volatile p_src,
void const * volatile p_dest );
void dmac_Init(void);
void dmac_transfer_test(void);
#endif
在 dmac_memory.c 里实现初始化函数、中断回调函数，设置数据长度，设置数据地址函数。
#include "dmac_memory.h"
#include "led.h"
/**
* 定义 SRC_Buffer 数组作为 DMAC 传输数据源
* const 关键字将 SRC_Buffer 数组变量定义为常量类型，数据存储在内部的FLASH中
*/
const uint32_t SRC_Buffer[BUFFER_SIZE] = {
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,
0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,
0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,
0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,
0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,
0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80 };
/**
* 定义 DMAC 传输目标存储器
* 存储在内部的SRAM中
*/
uint32_t DST_Buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
#if DMAC_TRANSFER_MODE == 1
/* 正常传输模式 */
transfer_info_t my_transfer_info_normal =
{
.transfer_settings_word_b.dest_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，目标地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.repeat_area = TRANSFER_REPEAT_AREA_SOURCE, //源区域重复 (正常模式下无效)
.transfer_settings_word_b.irq = TRANSFER_IRQ_END, //传输完成后中断
.transfer_settings_word_b.chain_mode = TRANSFER_CHAIN_MODE_DISABLED, //不使能（DMAC没有该功能，仅DTC有）
.transfer_settings_word_b.src_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，源地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.size = TRANSFER_SIZE_4_BYTE, //每次传输4字节
.transfer_settings_word_b.mode = TRANSFER_MODE_NORMAL, //正常传输模式
.p_dest = (void *) DST_Buffer, //目标地址
.p_src = (void const *) SRC_Buffer, //源地址
.num_blocks = 0, //指定传输的块数（正常模式下无效，仅在重复、块或重复-块模式下有效）
.length = BUFFER_SIZE, //指定传输的长度（即正常和重复模式下的传输次数 或 块和重复-块模式下传输的块大小）
};
// 按照上述传输信息配置，期待的正确传输结果为：
uint32_t Expected_DST_Buffer[BUFFER_SIZE] = {
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,
0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,
0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,
0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,
0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,
0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80 };
#elif DMAC_TRANSFER_MODE == 2
/* 重复传输模式 */
transfer_info_t my_transfer_info_repeat =
{
.transfer_settings_word_b.dest_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，目标地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.repeat_area = TRANSFER_REPEAT_AREA_SOURCE, //源区域重复 (正常模式下无效)
.transfer_settings_word_b.irq = TRANSFER_IRQ_END, //传输完成后中断
.transfer_settings_word_b.chain_mode = TRANSFER_CHAIN_MODE_DISABLED, //不使能（DMAC没有该功能，仅DTC有）
.transfer_settings_word_b.src_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，源地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.size = TRANSFER_SIZE_4_BYTE, //每次传输4字节
.transfer_settings_word_b.mode = TRANSFER_MODE_REPEAT, //重复传输模式
.p_dest = (void *) DST_Buffer, //目标地址
.p_src = (void const *) SRC_Buffer, //源地址
.num_blocks = 8, //指定传输的块数（正常模式下无效，仅在重复、块或重复-块模式下有效）
.length = 4, //指定传输的长度（即正常的传输次数或重复模式下重复大小 或 块和重复-块模式下传输的块大小）
};
// 按照上述传输信息配置，期待的正确传输结果为：
uint32_t Expected_DST_Buffer[BUFFER_SIZE] = {
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10 };
#elif DMAC_TRANSFER_MODE == 3
/* 块传输模式 */
transfer_info_t my_transfer_info_block =
{
.transfer_settings_word_b.dest_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，目标地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.repeat_area = TRANSFER_REPEAT_AREA_SOURCE, //源区域重复 (正常模式下无效)
.transfer_settings_word_b.irq = TRANSFER_IRQ_END, //传输完成后中断
.transfer_settings_word_b.chain_mode = TRANSFER_CHAIN_MODE_DISABLED, //不使能（DMAC没有该功能，仅DTC有）
.transfer_settings_word_b.src_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，源地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.size = TRANSFER_SIZE_4_BYTE, //每次传输4字节
.transfer_settings_word_b.mode = TRANSFER_MODE_BLOCK, //块传输模式
.p_dest = (void *) DST_Buffer, //目标地址
.p_src = (void const *) SRC_Buffer, //源地址
.num_blocks = 4, //指定传输的块数（正常模式下无效，仅在重复、块或重复-块模式下有效）
.length = 8, //指定传输的长度（即正常的传输次数或重复模式下重复大小 或 块和重复-块模式下传输的块大小）
};
// 按照上述传输信息配置，期待的正确传输结果为：
uint32_t Expected_DST_Buffer[BUFFER_SIZE] = {
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,
0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,
0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20 };
#elif DMAC_TRANSFER_MODE == 4
/* 重复-块传输模式 */
transfer_info_t my_transfer_info_repeat_block =
{
.transfer_settings_word_b.dest_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，目标地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.repeat_area = TRANSFER_REPEAT_AREA_SOURCE, //源区域重复 (正常模式下无效)
.transfer_settings_word_b.irq = TRANSFER_IRQ_EACH, //每次传输完成后都触发中断
.transfer_settings_word_b.chain_mode = TRANSFER_CHAIN_MODE_DISABLED, //不使能（DMAC没有该功能，仅DTC有）
.transfer_settings_word_b.src_addr_mode = TRANSFER_ADDR_MODE_INCREMENTED, //每次传输后，源地址指针都会增加
.transfer_settings_word_b.size = TRANSFER_SIZE_4_BYTE, //每次传输4字节
.transfer_settings_word_b.mode = TRANSFER_MODE_REPEAT_BLOCK, //重复-块传输模式
.p_dest = (void *) DST_Buffer, //目标地址
.p_src = (void const *) SRC_Buffer, //源地址
.num_blocks = 4, //指定传输的块数（正常模式下无效，仅在重复、块或重复-块模式下有效）
.length = 2, //指定传输的长度（即正常的传输次数或重复模式下重复大小 或 块和重复-块模式下传输的块大小）
};
// 按照上述传输信息配置，期待的正确传输结果为：
uint32_t Expected_DST_Buffer[BUFFER_SIZE] = {
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304,
0x01020304,0x01020304,0x01020304,0x01020304 };
#endif
//设置传输的源地址和目的地址
void set_transfer_dst_src_address( transfer_cfg_t const * const p_config,
void const * volatile p_src,
void const * volatile p_dest )
{
p_config->p_info->p_src = (void *) p_src;
p_config->p_info->p_dest = (void *) p_dest;
}
//DMAC 初始化函数
void dmac_Init(void)
{
fsp_err_t err;
//设置传输的源地址和目的地址
set_transfer_dst_src_address(&g_transfer0_dmac0_cfg, SRC_Buffer, DST_Buffer);
//打开 DMAC 模块
err = R_DMAC_Open(&g_transfer0_dmac0_ctrl, &g_transfer0_dmac0_cfg);
assert(FSP_SUCCESS == err);
#if (DMAC_TRANSFER_MODE == 1) //正常模式
err = R_DMAC_Reconfigure(&g_transfer0_dmac0_ctrl, &my_transfer_info_normal);
assert(FSP_SUCCESS == err);
#elif (DMAC_TRANSFER_MODE == 2) //重复模式
err = R_DMAC_Reconfigure(&g_transfer0_dmac0_ctrl, &my_transfer_info_repeat);
assert(FSP_SUCCESS == err);
#elif (DMAC_TRANSFER_MODE == 3) //块模式
err = R_DMAC_Reconfigure(&g_transfer0_dmac0_ctrl, &my_transfer_info_block);
assert(FSP_SUCCESS == err);
#elif (DMAC_TRANSFER_MODE == 4) //重复-块模式
err = R_DMAC_Reconfigure(&g_transfer0_dmac0_ctrl, &my_transfer_info_repeat_block);
assert(FSP_SUCCESS == err);
#endif //DMAC_TRANSFER_MODE
}
// DMA 传输完成标志位
volatile bool dmac0_complete_transfer_flag = false;
// 传输次数计数（中断次数）
volatile uint16_t dmac0_transfer_count = 0;
//DMAC 中断回调函数
void dmac0_callback(dmac_callback_args_t *p_args)
{
FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
dmac0_complete_transfer_flag = true;
dmac0_transfer_count ++;
}
//比较数组内容
uint8_t BufferCompare(const uint32_t *pBuffer1, const uint32_t *pBuffer2, uint16_t BufferLength)
{
while(BufferLength--)
{
if(*pBuffer1 != *pBuffer2)
{
return 1;
}
pBuffer1++;
pBuffer2++;
}
return 0;
}
//打印缓冲区数据：十六进制格式
void BufferShow_HexData(const uint32_t *pBuffer, uint16_t BufferLength)
{
while(BufferLength)
{
if((BufferLength % 4) == 0)
printf("\r\n\t");
printf("0x%08X ", (unsigned int)*pBuffer);
pBuffer++;
BufferLength--;
}
printf("\r\n");
}
void dmac_transfer_test(void)
{
fsp_err_t err;
int ret;
//使能 DMAC
err = R_DMAC_Enable(&g_transfer0_dmac0_ctrl);
assert(FSP_SUCCESS == err);
R_DMAC_SoftwareStart(&g_transfer0_dmac0_ctrl, TRANSFER_START_MODE_REPEAT);
//判断传输完成中断（需至少触发过1次
while (false == dmac0_complete_transfer_flag);
R_BSP_SoftwareDelay(5, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); //加上延时确保所有传输都已完成
printf("\r\ndmac0_transfer_count = %d\r\n", dmac0_transfer_count);
printf("\r\nSRC:");
BufferShow_HexData(SRC_Buffer, BUFFER_SIZE);
printf("\r\nDST:recv");
BufferShow_HexData(DST_Buffer, BUFFER_SIZE);
printf("\r\nExpected_DST:");
BufferShow_HexData(Expected_DST_Buffer, BUFFER_SIZE);
ret = BufferCompare(DST_Buffer, Expected_DST_Buffer, BUFFER_SIZE);
if(ret !=0)
{
LED1_ON();
printf("failed:The source data is not equal to the data after transmission.");
R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
LED1_OFF();
}
else
{
LED1_ON();
printf("succeed:The source data is equal to the data after transmission.");
}
}
在 hal_entry.c 文件中添加头文件 dmac_memory.h。
void hal_entry(void)
{
/* TODO: add your own code here */
led_Init(); // LED 初始化
uart0_Init();
dmac_Init();
printf("start dmac test\r\n");
dmac_transfer_test();
while(1)
{
LED1_TOGGLE();
R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //延时1秒
}
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}
下载验证
连接下载器，将程序编译并下载到开发板之后，按下复位按键来复位开发板，程序启动初始化完。
正常模式发送和接收的数据都相同。
修改“DMAC_TRANSFER_MODE”= 2 重复模式下查看数据，
