DMA操作外设GPIO

原理

cortex内核里写了DMA的原理

HAL库配置:

观察总线矩阵,需要DMA操作对应的IO口,应该配置那个DMA

1789099310265

或者直接HAL库配置:

static void MX_DMA_Init(void)
{
  __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();                                             /* 使能 DMA2 控制器外设时钟 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Instance = DMA2_Stream0;                      /* 配置 DMA 数据流实例为 DMA2 Stream0 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;                 /* 选择 DMA 通道 0 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;         /* 设置传输方向为内存到内存 (Memory-to-Memory) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;            /* 禁用外设地址自增 (源地址固定) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemInc = DMA_MINC_DISABLE;               /* 禁用内存地址自增 (目标地址固定) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;/* 设置外设端数据传输宽度为字节 (8位) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;   /* 设置内存端数据传输宽度为字节 (8位) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Mode = DMA_NORMAL;                       /* 设置 DMA 模式为普通模式 (单次传输) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;             /* 设置 DMA 优先级为低 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE;          /* 使能 FIFO 模式 (禁用直通模式) */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; /* 设置 FIFO 阈值为满容量触发 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;            /* 设置内存端为单次突发传输 */
  hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;          /* 设置外设端为单次突发传输 */
  if (HAL_DMA_Init(&hdma_memtomem_dma2_stream0) != HAL_OK)                 /* 初始化 DMA 数据流，失败则进入错误处理 */
  {
    Error_Handler();
  }
}

灵活使用这些函数来完成DMA操作

stm32f4xx_hal_dma.c
//开头注释里写了如何启动DMA:HAL_DMA_Start()或者HAL_DMA_PollForTransfer()

stm32f4xx_hal_dma.h
typedef struct __DMA_HandleTypeDef
{
  DMA_Stream_TypeDef         *Instance;                                                     /*!< 寄存器基地址（指向具体的数据流，如 DMA1_Stream0） */
  DMA_InitTypeDef            Init;                                                          /*!< DMA 通信配置参数（方向、优先级、数据宽度等）   */ 
  HAL_LockTypeDef            Lock;                                                          /*!< DMA 锁对象（用于互斥访问保护）               */  
  __IO HAL_DMA_StateTypeDef  State;                                                         /*!< DMA 当前传输状态（空闲、忙碌、超时等）         */
  void                       *Parent;                                                       /*!< 父对象指针（指向使用该 DMA 的外设句柄，如 UART）*/ 
  void                       (* XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);      /*!< DMA 传输完成回调函数                          */
  void                       (* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);  /*!< DMA 传输过半（半完成）回调函数              */
  void                       (* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);    /*!< DMA 内存1传输完成回调函数（双缓冲模式下使用）    */
  void                       (* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);/*!< DMA 内存1传输过半回调函数（双缓冲模式下使用）    */
  void                       (* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);     /*!< DMA 传输错误回调函数                          */
  void                       (* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);     /*!< DMA 传输中止（终止）回调函数                  */  
  __IO uint32_t              ErrorCode;                                                     /*!< DMA 错误码（保存溢出、传输错误等标志）         */
  uint32_t                   StreamBaseAddress;                                             /*!< DMA 数据流基地址（用于快速计算中断标志寄存器）  */
  uint32_t                   StreamIndex;                                                   /*!< DMA 数据流索引编号（0~7，用于位移操作清除标志位）*/
} DMA_HandleTypeDef;

直接控制GPIO的ODR寄存器(详细看GPIO):

/* HAL_DMA_Start(句柄, 源地址, 目标地址, 传输长度) */
HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma2_stream0,
              (uint32_t)&data_gpio[0],    /* 源：内存里的波形数据 */
              (uint32_t)&GPIOA->ODR,      /* 目标：GPIO 输出寄存器 */
              1);                         /* 长度按实际数据量填 */
 
/* 轮询模式需要自己等传输结束,因为DMA是异步的,如果操作太快,DMA会挂 */
HAL_DMA_PollForTransfer(&hdma_memtomem_dma2_stream0, HAL_DMA_FULL_TRANSFER, HAL_MAX_DELAY);

轮询时间无法并行,改用中断:

1789106146075

// 中断调用链：
// DMA2_Stream0_IRQHandler(void) -->
// HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_memtomem_dma2_stream0) -->
// XferCpltCallback --> 挂载 my_dma_TC_Callback() // DMA中断回调函数

/* USER CODE BEGIN PV */
uint32_t data_gpio[2] = {0xFF, 0x00};//数组越大,打扰CPU次数越少
uint32_t counter = 0;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
void my_dma_TC_callback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    counter++;
    HAL_DMA_Start_IT(&hdma_memtomem_dma2_stream0,
                    (uint32_t)&data_gpio[counter%2],
                    (uint32_t)&GPIOA->ODR,
                    1);
}
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_DMA_RegisterCallback(&hdma_memtomem_dma2_stream0, HAL_DMA_XFER_CPLT_CB_ID, my_dma_TC_Callback);
/* USER CODE END 2 */

或者直接设置PWM的比较器

/**
 * @brief 一线串口控制程序（单字节指令），使用定时器PWM + DMA方式
 * @param data 待发送数据
 */
void wt588f_send_byte(uint8_t data)
{
    // 根据待发送数据，配置cmp数组
    // 数组前7个元素0，用于产生5.6ms低电平
    // 数组最后一个元素，用于等待最后一个upd事件
    static uint32_t cmp_buff[16] = {0};
    cmp_buff[15] = 800;
    for (uint8_t i = 7; i < 15; ++i) {
        if (data & 0x01)
            cmp_buff[i] = 600; // 数据1对应的pwm比较值
        else
            cmp_buff[i] = 200; // 数据0对应的pwm比较值
        data = data >> 1;
    }

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); // 开启PWM输出
    HAL_DMA_Start_IT(                         // 配置并开启DMA
        htim2.hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE],
        (uint32_t)cmp_buff,
        (uint32_t)&htim2.Instance->CCR1,
        16
    );

    tx_busy = 1; // 设置数据发送为忙状态
}

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