DMA中断寄存器及错误详解

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DMA中断寄存器及错误详解

DMA中断概述

直接内存访问（DMA）控制器通过中断机制向处理器报告传输状态和错误情况。合理配置中断寄存器对于实现高效的DMA数据传输至关重要。

主要中断寄存器

1. 全局中断状态寄存器 (GISR/DMA_ISR)

位域	名称	描述	访问类型
31:16	Reserved	保留位	只读
15:0	TCIFx	通道x传输完成标志 (x=0…15)	只读
15:0	HTIFx	通道x半传输完成标志 (x=0…15)	只读
15:0	TEIFx	通道x传输错误标志 (x=0…15)	只读
15:0	GIFx	通道x全局中断标志 (x=0…15)	只读

功能说明：

用于查询所有通道的中断状态
每个通道占用4个位：TCIF, HTIF, TEIF, GIF
读取后需要清除相应标志位

2. 全局中断清除寄存器 (GIFCR/DMA_IFCR)

位域	名称	描述	访问类型
31:16	Reserved	保留位	只写
15:0	CTCIFx	清除通道x传输完成标志 (x=0…15)	只写
15:0	CHTIFx	清除通道x半传输完成标志 (x=0…15)	只写
15:0	CTEIFx	清除通道x传输错误标志 (x=0…15)	只写
15:0	CGIFx	清除通道x全局中断标志 (x=0…15)	只写

功能说明：

用于清除中断标志位
向相应位写入1可清除标志
写入0不影响标志状态

3. 通道中断使能寄存器 (CCR/DMA_CCRx)

位域	名称	描述	访问类型
7	MEM2MEM	存储器到存储器模式	读写
6	PL[1:0]	通道优先级	读写
5	MSIZE[1:0]	存储器数据大小	读写
4	PSIZE[1:0]	外设数据大小	读写
3	MINC	存储器地址增量模式	读写
2	PINC	外设地址增量模式	读写
1	CIRC	循环模式	读写
0	EN	通道使能	读写
4	TCIE	传输完成中断使能	读写
3	HTIE	半传输中断使能	读写
2	TEIE	传输错误中断使能	读写

功能说明：

控制单个通道的中断使能
可以独立配置三种中断类型
必须在通道使能前配置

DMA错误类型

1. 传输错误 (Transfer Error)

产生原因：

访问未对齐的内存地址
访问受保护的内存区域
总线访问超时
外设FIFO溢出/下溢

特征：

触发TEIF标志置位
如果TEIE使能，会产生中断
传输自动停止

2. FIFO错误

产生原因：

FIFO阈值设置不当
数据传输速率不匹配
外设响应超时

检测方法：

检查DMA_FCR寄存器状态位
监控FIFO状态标志

3. 配置错误

常见配置错误：

源地址和目标地址重叠
数据大小不匹配
缓冲区大小不足
优先级配置冲突

4. 总线错误

产生原因：

AHB总线访问冲突
内存控制器错误
DMA仲裁失败

中断处理流程

中断服务程序模板

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    /* 检查传输完成中断 */
    if (DMA1->ISR & DMA_ISR_TCIF1) {
        /* 清除传输完成标志 */
        DMA1->IFCR |= DMA_IFCR_CTCIF1;
        
        /* 处理传输完成 */
        DMA_TransferComplete_Callback();
    }
    
    /* 检查半传输中断 */
    if (DMA1->ISR & DMA_ISR_HTIF1) {
        /* 清除半传输标志 */
        DMA1->IFCR |= DMA_IFCR_CHTIF1;
        
        /* 处理半传输完成 */
        DMA_HalfTransfer_Callback();
    }
    
    /* 检查传输错误中断 */
    if (DMA1->ISR & DMA_ISR_TEIF1) {
        /* 清除传输错误标志 */
        DMA1->IFCR |= DMA_IFCR_CTEIF1;
        
        /* 处理传输错误 */
        DMA_TransferError_Callback();
    }
}

编程示例

DMA初始化配置

void DMA_Init(void)
{
    /* 启用DMA时钟 */
    RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_DMA1EN;
    
    /* 配置DMA通道 */
    DMA1_Channel1->CCR &= ~DMA_CCR_EN;  // 确保DMA禁用
    
    /* 设置传输参数 */
    DMA1_Channel1->CCR = 
        DMA_CCR_MEM2MEM |              // 存储器到存储器模式
        (0x01 << 12) |                 // 通道优先级：高
        DMA_CCR_MSIZE_0 |              // 存储器数据大小：16位
        DMA_CCR_PSIZE_0 |              // 外设数据大小：16位
        DMA_CCR_MINC |                 // 存储器地址递增
        DMA_CCR_PINC |                 // 外设地址递增
        DMA_CCR_TCIE |                 // 传输完成中断使能
        DMA_CCR_TEIE;                  // 传输错误中断使能
    
    /* 设置数据传输数量 */
    DMA1_Channel1->CNDTR = BUFFER_SIZE;
    
    /* 设置外设地址 */
    DMA1_Channel1->CPAR = (uint32_t)&(PERIPH->DR);
    
    /* 设置存储器地址 */
    DMA1_Channel1->CMAR = (uint32_t)buffer;
    
    /* 启用中断 */
    NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
    
    /* 启用DMA通道 */
    DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN;
}

错误处理函数

void DMA_ErrorHandler(uint32_t error_flags)
{
    if (error_flags & DMA_ISR_TEIF1) {
        printf("DMA传输错误发生\n");
        // 重新初始化DMA或采取恢复措施
        DMA_Recovery();
    }
    
    if (error_flags & DMA_FCR_FEIF1) {
        printf("DMA FIFO错误发生\n");
        // 调整FIFO阈值或检查数据传输时序
        DMA_AdjustFIFO();
    }
}