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STM32F103的GPIO与DMA的终极(没啥用)玩法

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STMCU小助手 发布时间:2021-8-16 14:05
最近在玩STM32的DMA,各种玩法都想试试。突发奇想,DMA能否连接GPIO与内存?也就是说通过DMA直接把一个数组的值快速发送到GPIO,或者通过DMA读取GPIO的状态,更新到一个数组里。查了下资料,发现部分型号是支持的,例如STM32F303、STM32F407等,但是其它型号资料很少。
* `: Y, C0 T2 a, c
所以我通过STM32CUBEMX生成代码,做了下测试,型号是STM32F103C8T6。模式是MEMTOMEM,为啥是这个模式?因为我受到了一篇帖子的引到:
1.png

( D6 |* \0 G- I# L. @/ R
配置如下:
2.png

% j4 X! Q$ i+ ^! f) x
方框1表示传输方向,MEMTOMEM,不解释。

4 N' W: A9 \4 T" d
方框2表示模式,单次,还是循环。但是,在MEMTOMEM方向的时候,只能选择单次(不信你试试~)。你可以在程序里改,但是这里不行。

, K/ k/ O! t2 e2 |, ^3 {9 f3 P/ T
方框3(注意这里),目的地和源,哪一方的地址是增加的,用过的都懂。

$ U- ?- Y! M9 {9 M) R
结果嘛,自然是失败了。但也不是没收获,我发现了STM32CUBEMX的一个“小bug”。方框3那里,我设置的源地址增加,目的地址不增加;但生成的代码那里,两者的配置完全反了过来。我用的是6.1版本,够新了吧,如图:
3.png

+ k9 Q$ I* y- P' J
那么,手动改过来,会不会就好了?
没效果!
( r; z, G/ ?4 D6 P8 C" W% }; S
再检查,发现我的GPIO端口的地址写错了。改完,依然没效果(注意这个顺序)!从此我开始了漫长的排查过程~~~
一顿搜索,发现官方早期提供过一个文档-AN2548,里面提供了SPI-DMA、GPIO-DMA的例程,只不过代码是用标准外设库写的。呵呵,本以为我在HAL库的道路上已经一去不复返,没想到被DMA给拽了回来,老夫认了!
4.png

0 |6 u4 c2 i( E& e
这个例程是通过定时器,周期触发DMA,读取GPIO的状态到内部数组里,方向是MEMTOPER。移植到STM32F103C8T6上,没有问题,可以用。
% V* G  i* M' e8 H0 `# k7 r
按照这个例程,定时器周期触发的方式,重新配置,生成代码,还是不行。逐行对比关键位置,发现是少了一个使能DMA触发源的函数。但一个是标准外设库写的,另一个是HAL库,我咋知道你长什么样!!!

) F- R, m  s9 A: D( ~; A
于是我又翻出去,在英文论坛上找了个STM32F407的例程,它是用STM32CUBEMX配置生成的,实现了类似AN2548里面例程的功能。打开,终于看到了这行代码:
5.png
2 Z0 D/ H& R1 h/ C9 c% q; K
复制、粘贴、修改参数,编译下载,终于见到了期待已久的波形:
6.png
( Q, o, M8 p% i, ?  y
通过循环输出一个数组的元素,GPIO翻转的速度,最高能达到3.6MHZ。
那么,定时器触发的方式可以了。不用定时器呢?这就又回到了最开始的那个问题,直接MEMTOMEM,行不行?我之所以执着于这种方式,是因为看到有人实现过:
7.png
6 B2 U0 y0 j4 J) Q
他使用的型号是STM32F303,我没用过,不过我感觉F103应该也可以。

8 w2 |1 S+ y" M" u# P. u
所以,我再次研究起来。尝试各种修改无果之后,我忽然意识到,我最开始发现的那个“小bug”,似乎有些…..于是我尝试不去修改它,直接编译,结果么,你们应该猜到了,呵呵:
8.png

  q7 R& s2 Z% h) }
跟定时器触发的效果类似,最高翻转频率也是3.6MHZ左右,我已无力吐槽官方的这种神配置!!!
如果最开始,我先修改的是“GPIO端口的地址”的错误,就不会有后续这么多事了,算你狠!
你看,调程序有时候跟人生很像!我们兜兜转转追寻了很久,可能最后又回到了原点,或者离原点很近的地方。
那么,这种玩法有什么用途?
! {- o+ ?6 K- `( I3 ]9 f
先说数组到GPIO,能实现GPIO状态的快速更新,,,,定时器的PWM就能满足各种需求了吧。
快速串转并?特定需求才会用到吧。

% z+ q+ Q) O, n/ a
再说GPIO到数组,这个我倒是有点想法。我一直想用32做个示波器,但这类东西基本满大街都是了,没什么新鲜的玩法。103系列自带的ADC最高采样率1MHZ,剩下就是算法加显示了。
如果能有个并行AD接在32外面,通过DMA快速读取,说不定能突破目前1MHZ的上限。不过目前测试效果并不算太惊艳,顶多突破到3MHZ,还要考虑数据同步的问题,另外就是并行AD价格也不便宜。总结下,没什么搞头。
- X" J. P% Q/ {$ e. n9 }
不过,能把DMA和GPIO这部分搞通,也算是有收获了。

! l7 @; C8 M* T$ Z8 x) P
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