使用 HAL 的 NUCLEO-F303K8 上的 DMA 不当行为

Posted 2023-02-19

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【中文标题】使用 HAL 的 NUCLEO-F303K8 上的 DMA 不当行为【英文标题】：DMA misbehavior on NUCLEO-F303K8 using HAL 【发布时间】：2021-06-06 13:34:47 【问题描述】：

目前我正在尝试操作 WS2811 LED 灯条。我看到它的方式是使用 STM32 MC 通过 DMA 传输脉冲值（我有 nucleo-f303k8），因此定时器在 STM 引脚上创建连续的 PWM 信号，WS2811 获取 gata 并以正确的颜色点亮正确的 LED。

但是，现在我对 DMA 有一个大问题：使用 CubeMX 和 Keil Uvision，我在 CubeMX 的默认值上配置了定时器上的 DMA（仅配置预分频器、计数器和脉冲）。使用 hal_tim_pwm_start_dma 函数并没有给我所需的结果：无论我在函数中使用的变量中键入什么值，它都会在 100% 的周期内为我提供 3.3V 信号。谷歌搜索让我找到了 0 个相同的问题。

这是来自 main.c 的代码。其他文件中的所有内容均未更改。

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define DATA_LENGTH 6
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
TIM_HandleTypeDef htim2;
DMA_HandleTypeDef hdma_tim2_ch2_ch4;

UART_HandleTypeDef huart2;

/* USER CODE BEGIN PV */
uint32_t ws2811_data [DATA_LENGTH] = 6, 1, 3, 17, 0, 9;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)

  /* USER CODE BEGIN 1 */
    
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

    //TIM2->EGR |= TIM_EGR_UG;
    //TIM2->CCR2 = ws2811_data[0];
    //HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
    HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim2,TIM_CHANNEL_2, ws2811_data, DATA_LENGTH);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
        
  
  /* USER CODE END 3 */


/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = 0;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = 0;

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  


/**
  * @brief TIM2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_TIM2_Init(void)


  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = 0;
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = 0;
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = 0;

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */
    TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = 0;
  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 79;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 20;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim2) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_ENABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  __HAL_TIM_DISABLE_OCxPRELOAD(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */
    htim2.Init.RepetitionCounter = 1;
    sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; 
  sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; 

    sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_Os-s-r_DISABLE; 
  sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
  sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
  sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0;
  sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;
  sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
  sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim2, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim2);



/**
  * @brief USART2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART2_UART_Init(void)


  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */

  /* USER CODE END USART2_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */

  /* USER CODE END USART2_Init 1 */
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.Init.BaudRate = 38400;
  huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
  
    Error_Handler();
  
  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */

  /* USER CODE END USART2_Init 2 */



/**
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void)


  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Channel7_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel7_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel7_IRQn);



/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)


  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();



/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)

  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  
  
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */


#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */

#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

【问题讨论】：

你的问题没什么意义。 DMA 控制器是一个简单的组件，可以将数据传输到独立于处理器的外设或从外设传输数据。您的描述几乎没有解释您如何使用它来驱动 PWM 或如何与 DIN 引脚上的数据编码相关联。需要澄清的代码，也许还有示意图。您是否为 PWM 输出引脚启用了 GPIO 时钟？ martinhubacek.cz/arm/improved-stm32-ws2812b-library（附代码）讨论了使用 DMA 和定时器/计数器驱动 WS2811 的方法。该代码似乎是基于 STM32 标准外设库的，它早于 CubeMX，我通常会避免使用。 @Clifford，我在问题中添加了代码。其他一切都是默认的。我认为它起作用的方式是，DMA“馈送”脉冲值（脉冲是 3.3V 信号的周期，整个周期 - 时间周期，在 TIM2 初始化中配置）到 uint32_t 数组的 PWM 输出，而不是我把一些不必要的“用于" 循环并手动更改脉冲值。因此，在 APB1 频率 = 8 MHz、预分频器 8000-1 和 ARR = 1000 的情况下，如果 ws2811_data[2] = 500, 700，我预计将获得 3.3V 持续 500 毫秒、0V 持续 500 毫秒、3.3V 持续 700 毫秒和输出引脚上的 0V 持续 300 毫秒。毫秒？还是只是为了测试目的？无论如何，我一次为整个端口做了版本。但它需要 3 个由 tim2 源启动的 dma 通道和数据转换（受 pjrc.com 上的 octoWS2811 启发）。顺便说一句，他们也有 usart 版本 - dma 到 usart 并且它有点消耗内存（它需要大约 5 位来传输 1 位左右）non blocking ws library 【参考方案1】：

所以问题出在计时器上。我试图让我的程序运行，使用 TIM2，但输出看起来不像我想要的任何东西。然后我决定切换到 TIM1，由于某种神奇的原因，一切都开始工作了！

也就是说，如果您遇到同样的问题，请尝试在您的 STM32 的定时器之间切换。

【讨论】：

以上是关于使用 HAL 的 NUCLEO-F303K8 上的 DMA 不当行为的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

修复可能由于 STM32 Nucleo-F334R8 上的 malloc 导致的内存覆盖错误

如何实现F411RE使用HAL库实现IO中断

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