STM32 | 基于 HAL 库实现 DMA 驱动 GPIO 高速翻转

本文主要是介绍STM32 | 基于 HAL 库实现 DMA 驱动 GPIO 高速翻转，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

项目中有一款点阵式液晶驱动芯片，需要用 IO 口翻转来实现高速串转并传输，主控芯片为 STM32F103RCT6。如果直接采用库函数进行IO的翻转不仅速度上满足不了要求，还会占用大量时间影响性能，导致时序上的错误。DMA可以在没有控制器的干预下进行数据的传输，因此决定采用DMA方式来驱动IO。本文以 HAL 库实现 DMA 驱动 GPIO 高速翻转为例说明DMA的配置过程，当然也可以改变 dma_buff 数组以实现其他任意时序的输出。

一、STM32CubeMX 配置

1. SYS Mode and Configuration

2. RCC Mode and Configuration

选择外部高速时钟。

3. DMA Mode and Configuration

选择 DMA1 的 Channel 1，传输方向选择 MEMTOMEM ，使能源地址增加，传输模式这里只能选择为 Normal，如果需要使用循环模式后续可在代码中修改。PB 口共有16个管脚，数据宽度选择 Word。

4. GPIO Mode and Configuration

将PB0管脚配置为输出管脚，后续在代码中将整个 PB 口管脚配置为输出，以便通过示波器或者逻辑分析仪观察输出。

5. Clock Configuration

二、代码修改

1. 修改 DMA 配置

   STM32CubeMX 中 DMA 只能选择 Normal 模式，在 void MX_DMA_Init(void)函数中将DMA模式由 DMA_NORMAL 更改为 DMA_CIRCULAR 模式：

   /*** Enable DMA controller clock* Configure DMA for memory to memory transfers*   hdma_memtomem_dma1_channel1*/
   void MX_DMA_Init(void)
   {/* DMA controller clock enable */__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();/* Configure DMA request hdma_memtomem_dma1_channel1 on DMA1_Channel1 */hdma_memtomem_dma1_channel1.Instance = DMA1_Channel1;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.MemInc = DMA_MINC_DISABLE;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;hdma_memtomem_dma1_channel1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;if(HAL_DMA_Init(&hdma_memtomem_dma1_channel1) != HAL_OK){Error_Handler();}}
   

2. 修改GPIO定义

   在 STM32CubeMX 中仅设置了 PB0 管脚，在 void MX_GPIO_Init(void) 中将 PB 口的十六个管脚都设置为输出，将原有的 LED_Pin 修改为 GPIO_PIN_All 即可。

   /** Configure pins as* Analog* Input* Output* EVENT_OUT* EXTI
   */
   void MX_GPIO_Init(void)
   {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_All;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);}
   

3. 定义 DMA 缓冲区

   /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   /* USER CODE BEGIN 0 */
   uint16_t dma_buff[8] = {0x5555, 0xAAAA, 0x5555, 0xAAAA, 0x5555, 0xAAAA, 0x5555, 0xAAAA};
   /* USER CODE END 0 */
   

4. 启动 DMA 传输

   /* USER CODE BEGIN 2 */
   HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma1_channel1, (uint32_t)(dma_buff), (uint32_t)(&GPIOB->ODR), sizeof(dma_buff)/sizeof(dma_buff[0]));
   /* USER CODE END 2 */
   

三、下载验证

通过逻辑分析仪抓取的波形可以看出，IO 的翻转频率为3.57MHz，脉宽为140ns，实验数据与程序中的设置完全吻合。
【注】完整工程以及配置过程可在此处下载。

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