1、前语
单片机以其高可靠性，高性能价格比，在工业操控体系、数据收集体系、智能化仪器仪表、办公自动化等许多范畴得到极为广泛的运用。在单片机宗族的很多成员中，MSC一51系列单片机占据了宽广的商场，成为国内单片机运用范畴的干流。
可是因为8013硬件结构和指令体系的约束，当需求高速率大批量数据传送时，数据吞吐速率往往不能满意规划要求。即便选用进步振动器频率的办法，成果仍不尽善尽美，所以寻觅一种新的数据传输办法显得很有必要，这不只使人想到通用计算机的DMA数据传输技能。
2、DMA简介
DMA数据传送是由DMA操控器完结的。进行数据传输时，DMA操控器从CPU彻底接收对总线的操控，数据交换不经过CPU，而直接在内存和FO设备之间进行。DMA操控器将向内存宣布地址和操控信号，修正地址，对传送字的个数计数，而且以中止方法向CPU陈述传送操作的完毕。
DMA方法的首要长处是速度快。因为CPU不参加数据传送操作，因而就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送进程中，没有保存现场、康复现场之类的作业。内存地址修正、传送字个数的计数等等，也不是由软件完结，而是用硬件线路直接完结的。所以DMA方法能满意高速FO设备的要求，也有利于CPU功率的发挥。
3、规范8031数据传输与DMA数据传输比照
MCS一15单片机读写外部数据存储器的时序如图1所示。
在图(1)a的外部数据存储器读周期中，P2口输出外部RAM单元的高八位地址，P0口分时传送低八位地址及数据。当地址锁存信号ALE为高电平常，印口输出的地址信息有用，A比的下降沿将此地址打人外部地址锁存器，接着即口变为输人方法，读信号RD有用，选通外部RAM，相应存储单元的内容送到印口上，由CPU读人累加器。
外部数据存储器的写周期波形如图(1)b所示，其操作进程与读周期相似。写操作时，在A比下降为低电平今后，WR信号才有用，PO口上呈现的数据写人相应的RAM单元。
CPU把数据从存储器传输到FO口，需求以下进程:
·MovxA，@DPrR;从存储器读取一字节数据(24个振动周期)
·MOVX@DPrR，A;将数据写人到FO口(24个振动周期)
DMA操控器把数据从存储器传输到FO设备称为读传送，在这个周期里，发生存储器地址，并输出存储器读(MEMR)和10口写(row)信号。其时序如图2所示。
当数据预备好今后，设备向DMA操控器宣布DMA恳求DREQ信号，DMA操控器接到恳求后向CPU宣布总线恳求信号HRQ，CPU在现行的机器周期完毕后，宣布总线坚持信号HLDA，所以DMA操控器就接收总线，向地址总线宣布地址信号，给出存储器读和ro口写的指令，就可把存储器中的数据送到FO口上。然后修正地址指针，增或减数据宽度计数器，查看传送是否完毕，若未完毕则循环至整个数据传送完。
整个数据传送完后，DMA操控器吊销总线恳求信号HRQ，一起输出传送完毕信号EOP。CPU接收到EOP信号后，鄙人一个周期就可以从头操控总线。
从以上比照剖析可以看出，从存储器往FO口传送一字节数据，运用规范8031至少需求48个振动周期，而用DMA操控器仅需2个振动周期，功率大大高于前者，尤其是在做块传送时，效果更为明显。
4、用CPLD完结DMA传输在显现屏扫描卡上的运用
显现屏扫描卡的功用是将存储在RAM中的图画数据依照预订的显现方法进行处理，再发送到比D显现屏上。其间绝大部分时刻，CPU的作业是将处理好的数据以很高的速率发送到LED显现屏上，来确保杰出的视觉效果。
考虑到体系的简化、灵敏、高集成度，这儿挑选用CPLD完结CPU停机方法DMA读传输功用来完结数据从存储器到LED显现屏的传送作业。
整个数据传输作业分以下几个进程:①CPu预备数据;②CPU装备DMA操控器。例如数据传送首地址，传送字节数;③CPU向DMA操控器提出DMA恳求(DREQ)。因为数据预备作业是由CPU完结的，所以传送恳求也由CPU提出;④DMA接到恳求后，向CPU提出总线恳求(HRQ);⑤CPU开释总线，一起向DMA宣布总线坚持信号(HLDA);⑥DMA接收总线，进行数据传输。
因为本体系中预备数据是由CPU完结的，也就是说CPU彻底清楚何时需求开释总线进行DMA传送，所以可将进程3、4省掉，即DREQ和HRQ信号省掉。其原理图如图3所示。
图3中，CTRL为中心操控核，它依照设定的传输字节数发生地址计数脉冲CLK，读信号MR(该信号经742科驱动后成为存储器读和FO口写信号)，传输完毕信号EOP。CTRL内部界说了一个8位锁存器和一个9位减法计数器。WIDTH为置数操控端，当饥DTH为低电平常，数据总线上的传送字节数送入CTRL中，WID仪为高电平常数据锁存。EN为计数使能，为高时传送字节数送人9位减法计数器的高8位中，减法计数器的最低方位0，一起CTRL将EOP脚(传送完毕信号)置高，EN变低后，减法计数器在时钟XT下降沿效果下做减1计数，计数值减到0时CTRL中止减计数并将EOP信号置低，告诉CPU传送完毕。其操控时序如图4所示。
cTRL的vHDL程序
BEGIN
cKL=cnt(0);一地址计数脉冲输出
MEMR=NOTcnt(0);一RAM读信号输出
PROCESS(WIDTH)
BEGIN
FIiwDTH=0’THEN一置人传送字节数
图3中，COUNT16是16位加法计数器。DPH、DPL是地址高8位和低8方位数操控端，低电平有用。EN为计数使能，为低时，在由CTRL发生的脉冲效果下做加1计数。
平常CPU具有地址总线的操控权，DMA操控器的地址线A15一AO、存储器读MEMR、FO口写IOW输出均为高阻。当需求做DMA数据传送时，首要CPu将传送的数据宽度、被传送数据在存储器的首地址写人DMA操控器，然后将HDLA置高，让出地址总线操控权。DMA操控器检测到HLDA变高后，cTRL依照预订的传送数据宽度，输出地址计数脉冲和数据存储器读信号MEMR，couN1T6在地址计数脉冲效果下，在首地址基础上做加1计数，输出16位地址。当数据传送完毕，EOP输出低电平，告诉CPU数据传送完毕。CPU经过查询或中止方法检测到EOP的低电平信号后，将HLDA拉低，DMA操控器接到HDLA变低的信号后将EOP信号置高，开释地址总线操控权，完毕整个DMA传送进程。图5是DMA操控器的仿真波形图。
8031操作DMA操控器的5C1程序
void DMA(unsigned int address，unsignedcha
len){
WIDTH
ADDL
=len;/*设置传送数据宽度*/
=(unsi卯edchar)address%256;/*设置传送数据首地址*/
ADDH=(unsignedchar)address/256;
EN=0;/*发动DMA传送*/
while(IN功==1);/*等候传输完毕*/
EN=1;
5、完毕语
以上所论述的仅仅DMA操控器的一种运用特例，真实的DMA操控器功用要更为强壮，但关于显现屏扫描卡来说，这些现已彻底可以完结体系要求了，而且使数据传输速率有了明显的进步。
