使用PDC进行数据的收发能减少CPU的开销。这次就使用PDC进行UART数据的接收与发送,同时,也利用TC也实现了PDC的接收超时。

PDC是针对外设的DMA控制器。对比DMA控制器,它更为简便,与相应外设的结合也更为紧密。比如说,要配置PDC时,首先要启用相应的外设的时钟;同时PDC收发的状态是通过外设上的寄存器反映出来的;甚至中断也是通过相应外设产生的。

使用PDC时,只需设置好传输时内存的地址,以及传输长度,就可以在外设和内存之前进行数据传输了。而SAM4的PDC甚至还提供了一个类似FIFO的功能:可以在进行本次传输的同时指定下次传输时的地址和长度,然后在本次传输结束时开始下一次传输。

一、 实现思路

本次会使用两组缓冲区,分别用来数据的接收和发送。在接收数据完成后,就让PDC把这个缓冲区的数据发送出去,并且使用另一个缓冲区进行数据接收。

使用PDC发送数据较为简单,只需设置好需要发送的数据的地址和长度即可。

但是在使用PDC接收数据的时,如果未接收足够指定数目的数据,是不会产生中断的。在这里使用TC来进行PDC接收数据时的等待超时处理

UART的引脚在没有数据传输时,是一直保持在高电平状态的。即只在有数据传输时,才会有电平的切换。而TC可以使用外部信号进行触发以重置计数器。这样一来,就可以让UART在接收数据的同时,不断对TC的计数器进行重置。而在没有接收数据时,就会使得TC顺利步进到一个特定的值,从而产生一个中断。

二、 UART的PDC配置

UART和MCK的基本配置保持不变:MCK为120 MHz,UART波特率为11520 Hz。

在配置PDC时,需要确保已经开启了相应UART的时钟,否则配置不生效。

  1. 缓冲区和PDC的配置。配置完成,且启用UART的接收后,就可以进行数据的接收了。

    /* 缓冲区 */
    #define BUF_SIZE 8
    uint8_t BUF1[BUF_SIZE];
    uint8_t BUF2[BUF_SIZE];
    uint8_t* RX_BUF; /* 先设置好接收的BUF */
    RX_BUF = BUF1;
    PDC_UART0->PERIPH_RPR = RX_BUF;
    PDC_UART0->PERIPH_RCR = BUF_SIZE; /* 使能输入输出*/
    PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTEN | PERIPH_PTCR_TXTEN;
  2. 中断设置。PDC的中断是通过相应外设产生的,所以这里需要对UART的中断进行配置。

    /* 启用缓冲区满中断*/
    UART0->UART_IER = UART_IER_RXBUFF;
    /* 在NVIC中启用中断,将优先级设置为1*/
    NVIC_DisableIRQ(UART0_IRQn);
    NVIC_ClearPendingIRQ(UART0_IRQn);
    NVIC_SetPriority(UART0_IRQn, 1);
    NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);
  3. 将接收缓冲区的数据通过PDC发送出去,并开始下一次数据的接收。

    /* 参数size: 表示接收缓冲区中需要发送的数据的长度 */
    void TransferRxBufAndRec(int size)
    {
    /* 等待发送完成 */
    while(!(UART0->UART_SR & UART_SR_TXBUFE))
    ; /* 通过PDC发送 */
    PDC_UART0->PERIPH_TPR = RX_BUF;
    PDC_UART0->PERIPH_TCR = size; /* 使用另一个缓冲区继续接收 */
    RX_BUF = (RX_BUF == BUF1) ? BUF2 : BUF1;
    PDC_UART0->PERIPH_RPR = RX_BUF;
    PDC_UART0->PERIPH_RCR = BUF_SIZE;
    }
  4. UART的中断处理函数。在中断时,只需调用上面的函数,将接收缓冲区的内容重新发送出去即可。

    void UART0_Handler(void)
    {
    /*判断是否是由“接收缓冲区满”引发的中断 */
    if (UART0->UART_SR & UART_SR_RXBUFF)
    {
    TransferRxBufAndRec(BUF_SIZE);
    }
    }

这样配置完成后,删除上一节中UART收发数据的代码,即可完成数据的收发了。

三、 TC的配置

使用的通道为通道0:

#define gUseTc TC0->TC_CHANNEL[0]

使TC工作在波形输出模式下,将TIOB引脚(PA1)用做外部事件引脚,短接它和UART0接收引脚,即短接PA1和PA9引脚。在配置完成后,若500ms内没有数据接收,则强制开始数据的发送。

  1. 使能TC时钟,及GPIO设置。

    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;
  2. TC模式设置。

    利用TC的RC比较时产生的中断进行超时提醒,TIOB引脚电平的下降沿TC的触发。由于进行TC触发时也会开启时钟,所以在RC比较时暂停时钟。

    由于超时时间可能较长,且精度要求不高,让TC使用慢时钟SLCK就可以了。

    gUseTc.TC_CMR =
    TC_CMR_WAVE /* 波形模式 */
    | TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK5 /* 时钟5: SLCK */
    | TC_CMR_WAVSEL_UP_RC /* 波形仅上升,且RC比较时触发 */
    | TC_CMR_CPCSTOP /* RC 比较时自动停止时钟 */
    | TC_CMR_EEVT_TIOB /* 设置为外部事件为TIOB */
    | TC_CMR_EEVTEDG_FALLING /* 外部事件下降沿触发 */
    | TC_CMR_ENETRG /* 使能外部事件 */
    ;
  3. RC设置,以及TC启用。在RC比较后,计数器将暂停工作。在下次UART数据的接收时,TIOB引脚的信号会触发TC以重新开始计数。

    /* UART的PDC接收时等待超时时间 */
    #define UART_RX_WAIT_MS 500 /* 设置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时钟,但不开始*/
    gUseTc.TC_CCR = TC_CCR_CLKEN;
  4. 中断设置。TC中断的优先级比UART的要高。

    /* RC 比较时产生中断 */
    gUseTc.TC_IER = TC_IER_CPCS; /* NVIC , 优先级设置为0 */
    NVIC_DisableIRQ(TC0_IRQn);
    NVIC_ClearPendingIRQ(TC0_IRQn);
    NVIC_SetPriority(TC0_IRQn, 0);
    NVIC_EnableIRQ(TC0_IRQn);
  5. 中断处理。中断处理中过程中禁用PDC数据的接收,以免丢失数据。

    void TC0_Handler(void)
    {
    uint32_t status = gUseTc.TC_SR; /* 判断中断是否为RC比较触发的 */
    if (status & TC_SR_CPCS)
    {
    PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTDIS;
    /* 计算PDC中接收到的数据的大小 */
    const int rec_size = BUF_SIZE - (PDC_UART0->PERIPH_RCR);
    if (rec_size != 0)
    {
    TransferRxBufAndRec(rec_size);
    }
    PDC_UART0->PERIPH_PTCR = PERIPH_PTCR_RXTEN;
    }
    }
05-11 22:12