新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計應(yīng)用 > 單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)DMA數(shù)據(jù)傳送的方法

單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)DMA數(shù)據(jù)傳送的方法

作者: 時間:2012-02-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 引 言  

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/172090.htm

許多中,信息的實(shí)時處理往往需要的批量。不管是采用軟件查詢,還是采用中斷技術(shù),它們都是依靠程序控制,每次都需要執(zhí)行若干條指令,因而傳輸速率受指令運(yùn)行速度的限制。例如,51系列單片機(jī)將外設(shè)某一存入片外RAM,至少要運(yùn)行2周期指令MOVX和更改地址指針DPTR指令各兩次,若采用12MHz時鐘,則需4μs??梢?,即使不考慮單片機(jī)的其它運(yùn)算,其數(shù)據(jù)速度也只能達(dá)到 250Kbyte/s。對于象高速數(shù)據(jù)采集等需要成批交換數(shù)據(jù)的場合,速度實(shí)在是太慢了。為了單片機(jī)與高速外設(shè)的數(shù)據(jù)交換,應(yīng)用接口擴(kuò)展電路和 控制器,在幾乎不占用單片機(jī)資源的情況下,了單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送。

2 幾點(diǎn)說明  

對于單片機(jī)中簡單的數(shù)據(jù)傳送,只要應(yīng)用雙向RAM作為外存儲器或應(yīng)用簡單的門控電路就可。但對于復(fù)雜的單片機(jī)控制系統(tǒng),要解決高速外設(shè)和低速CPU之間的矛盾,就不能象微機(jī)那樣通過出借系統(tǒng)總線來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的DMA傳送,更不能因數(shù)據(jù)傳送而中斷CPU的工作。為此要求:

(1)當(dāng)單片機(jī)控制系統(tǒng)需與高速外設(shè)交換數(shù)據(jù)時,單片機(jī)只能作簡單的響應(yīng),不能長時間中斷工作。解決的辦法是采用擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng),數(shù)據(jù)交換時CPU只出借擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器作為DMA數(shù)據(jù)交換的存儲器。

(2)為便于單片機(jī)控制系統(tǒng)與高速數(shù)據(jù)采集或軟磁盤驅(qū)動器等外設(shè)的連接,其DMA控制方式應(yīng)具有一致性,符合通用接口標(biāo)準(zhǔn)。

信號線共6條,即:
DMA請求信號DREQ;
DMA響應(yīng)回答信號DACK;
DMA傳送過程結(jié)束信號
輸入/輸出設(shè)備讀寫信號線
輸入/輸出設(shè)備準(zhǔn)備就緒信號線READY。

(3)DMA傳送控制與接口盡量不占用單片機(jī)的前處理任務(wù)的緩急情況,相應(yīng)對DMA請求作出應(yīng)答,對DMA請求的應(yīng)答并不占用單片機(jī)的資源。

3 電路實(shí)現(xiàn)原理

3.1 存儲器擴(kuò)展電路 

51系列單片機(jī)的外部存儲容量只有64K,在高速數(shù)據(jù)采集等情況下,其容量明顯不足。若以采樣率50KS/s計算,只能容納1s多的采樣量,況且要求 DMA傳送期間CPU要照常工作,包括對外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問。這就要求對存儲容量進(jìn)行擴(kuò)展。將擴(kuò)展的存儲器用于DMA,原有的存儲器繼續(xù)作為工作存儲器。下面以圖3—1所示存儲器擴(kuò)展電路為例說明存儲器擴(kuò)展的原理。為說明問題的方便,省去了編碼電路,只以單片機(jī)的P2.7和P2.6作為片選線,下一節(jié)的DMA控制電路也簡單以P2.5作片選線。因而特此說明,原理電路中各寄存器的端口地址不惟一。

20.jpg

8155芯片內(nèi)具有256字節(jié)的RAM,2個8位(PA和PB)、1個6位(PC)可編程I/O口。編程設(shè)定PB口和PC口為輸出口,用于為6264提供地址;PA口為雙向輸入輸出口,作為6264的數(shù)據(jù)口。其地址分配為:

21.jpg

讀寫擴(kuò)展存儲器6264時,在PB口送入6264的低8位地址,PC口送入另5位地址(PC口的另外1位作為單片機(jī)對DMA請求的應(yīng)答線)。通過讀寫 PA口即可完成擴(kuò)展存儲器的讀寫。雖然存取一次數(shù)據(jù)要用3條外部RAM讀寫指令,但這樣不但擴(kuò)展了存儲器容量,而且更重要的是在保證CPU不中斷工作的條件下,為數(shù)據(jù)的DMA傳送創(chuàng)造了條件。

另外,這種存儲器擴(kuò)展方式,通過選用不同的擴(kuò)展芯片或選用多個擴(kuò)展芯片,可大大擴(kuò)展存儲器的容量,如采用8255并口擴(kuò)展芯片,即可擴(kuò)展64K的存儲容量。

3.2 DMA控制電路

利用通用DMA控制器構(gòu)成了圖3—2所示的單片機(jī)數(shù)據(jù)DMA傳送通道,它提供了4通道標(biāo)準(zhǔn)的DMA傳送接口信號,其工作過程為:

22.jpg


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉