STM32 DMAMUX应用示例

zy_wawj

有人通过公众号微信留言，询问是否有关于STM32 DMAMUX模块具体的应用示例代码。同时，个人也发现，虽然STM32片内的DMAMUX不是什么新模块，似乎还是很多人并不太熟悉。这里借机聊聊这方面的内容，重点演示相关功能的实现，以供参考。

其实，DMAMUX作为一个外设模块，操作它并不需要添加太多用户代码，尤其是当我们基于STM32CubeMx进行配置时。它的主要功能就是为各种DMA请求做DMA传输通道的灵活调度与安排，并配合DMA使用，我们可以把它看成DMA控制器的前端拓展。

DMAMUX模块大体上由DMA请求转发通道和DMA请求发生器组成，其中每个DMA请求转发通道还配有同步控制单元。DMA请求发生器可以基于某些事件产生DMA请求申请DMA传输。至于同步控制单元，可以简单理解为每个DMA请求最终是否被转发出去的一个控制开关，就像蓄势待发的田径选手有时还得等信号枪响一样。



上图是DMAMUX与DMA功能关联示意图，供理解参考。关于STM32 DMAMUX的基本功能及特性，可以阅读本公众号的另外一篇分享笔记《STM32芯片中的DMAMUX是干啥用的？》，这里就不对其功能原理及特性赘述了。

下面使用STM32G0系列Nucleo板重点演示其主要功能的实现。实验会用到PC13的外部中断功能，LPTIM1的输出功能、USART2外设和USART1外设基于DMA方式的通信功能。



我们先看看DMAMUX的路由转发功能。

DMAMUX对DMA请求做路由转发是其基本功能，应该也是设计它的初衷。我们平常使用该功能时是没啥明显感觉的，就像我们通过HUB让USB设备跟PC通信一样，尤其是在基于STM32CubeMx进行配置时。如果说，你之前用过其它不带DMAMUX的STM32系列的DMA功能，再来使用带DMAMUX的DMA功能时，使用STM32CubeMx工具做DMA配置，会发现DMA可选通道突然变多且可随意选择。不妨看看下图基于STM32F4【不带DMAMUX】和STM32G0系列【内置DMAMUX】对UART2接收进行DMA配置时的情形，差别一目了然。



说到这里，顺便介绍下目前内置DMAMUX模块的STM32系列。我从ST官方应用笔记AN5224截图过来，下面这些系列都内置了DMAMUX。后面我以STM32G0芯片演示相关功能的实现。



我们接下来来看看DMAMUX的第2个功能---DMA请求生成功能。它能基于某些特定事件产生DMA请求，请求的个数可以从1~32之间。这里的特定事件主要是指各种外部中断事件和少数几个路由通道的DMA事件以及LPTIM的输出事件。

这里使用STM32G071的PC13外部中断功能。每次按键事件经DMAMUX的DMA generator申请10个DMA请求，让DMA将内存字符数据传输到UART2的数据发送寄存器，最终在串口终端显示字符串“Key In!”。下面是有关PC13外部中断和DMAMUX generator的配置。【注：下面代码都是基于HAL库的】



使用UART2将字符串输出到串口终端，UART2的基本配置如下：



创建工程，添加下面用户代码【基于HAL库】后即可验证结果：



现在继续看看DMAMUX的同步功能。针对该功能，这里再做两个小演示。

第一个演示，用DMA传输完成产生触发事件去触发另一个DMA传输操作。具体来说，我开启UART2的DMA方式收、发功能，从串口终端发送数据给UART2，UART2通过DMA方式收到数据后，基于DMAMUX产生DMA事件，触发UART2将刚才收到的数据回显到串口终端。从串口终端发送数据到再回显于串口终端一气呵成，无须CPU参与。

UART2的基本参数配置跟前面一样，不重复贴图了。下面是有关UART2 DMA接收的配置：



在上面UART2 DMA接收配置中，使能了DMA 事件功能。该事件将作为UART2 DMA发送的同步事件。下图是有关UART2 DMA发送的配置，启用了同步触发功能。



基于上面配置创建工程，添加必要代码即可验证结果。结果就是UART2每收到10个数据后立即通过DMA方式回显在串口终端。见下面截图：



最后再演示一个DMAMUX同步功能的实现案例。使用LPTIM的输出产生周期性的触发事件，作为UART1 DMA发送的同步事件。每次LPTIM产生触发事件，UART1就通过DMA发送一串字符出去。这里使用UART1自发自收来验证。显然,UART1每发送一串字符出去也同时收到同一串字符。下面是LPTIM1的参数配置，没啥过多解释的.



下面是有关UART1 DMA方式收发功能的配置，重点关注其DMA发送的配置。开启UART1 DMA发送的同步触发，LPTIM输出的上沿作为其同步事件。至于UART1 DMA接收功能保持常规配置即可，不做同步也不产生DMA输出事件。



基于上面配置，添加几行用户代码即可验证结果。参看下面截图：



基于上面配置，如果我们不启动LPTIM1的话，可以发现UART1永远不会发送数据，自然它也接收不到任何数据。

关于STM32 DMAMUX的应用演示就介绍到这里。不难看出，使用DMAMUX相关功能及特性时，所需应用代码不多也不复杂，关键在原理及配置。DMAMUX有时会给我们的应用带来一些意想不到的方便，可以善加利用。

好，就此打住，下次再聊~！