【又换MCU】越来越好用系列，新塘031 串口PDMA通信。

1万 · 2021-6-28 15:10

@21小跑堂 #申请原创#
前言
老规矩，发帖先吐槽！！！
从入职新公司后，一个项目我折腾了两年，看了一下自己的帖子，都是泪，每次以为开发完了，就会出事故，这次保守点，用新塘一定没问题，一定会成功量产，一定不要重新来过。这一个项目我从ST换到GD，中间穿插灵动微，GD断货后又开始寻找新的替代，一开始是盯到了瑞萨，这是上头给的方案，直接给我整吐了，瑞萨是真的难用啊，于是给我备选恩智浦的PLC系列，也是老大难。最后联系到今天的主角新塘。在上周选用了NUC029，下载资料，搭建环境，串口测试，SPI测试，然后突然发现这玩意没有DMA，白瞎了这么长时间啊，样板都做好了，结果出幺蛾子。然后在换M031，这次深思熟虑，认为不会有问题了才开搞。作为一个半成熟的程序猿，肯定不能helloword起手了，直接上UART吧。
事前BB，好用！
环境搭建这里就跳过了，没啥用，我还是用KEIL 5 开发，自行下载个PACK包安装就好了。点此前往新塘官网。搜索自己的MCU型号，打开页面，在资源中有文档和软件

在文档中下载数据手册等文档，在软件中下载例程和工具，软件中最实用的是以下几个软件：

从上到下依次是：官方例程库，Nu_link驱动，外设引脚配置软件，时钟配置软件。
外设引脚配置软件用于快速配置引脚以及复用，该软件只能配置引脚及其功能，不能配置外设等功能呢，例如串口的相关配置，这些事实现不了的。
时钟配置软件仅用于配置系统时钟以及各外设时钟。这两个软件支持导出.c代码。可复制粘贴到自己的工程。
这两个软件都是非常简单的，这里就不赘述了。
但是有一个时钟配置软件有BUG，以我用的M031SE3AE为例，外部时钟最大可使用32M，但是软件中最大只支持24M，希望官方可以修复。

开始代码

下载官方的例程，固件库代码在文件夹：D:\M031_Series_BSP_CMSIS_V3.03.000\SampleCode\StdDriver，寄存器代码在D:\M031_Series_BSP_CMSIS_V3.03.000\SampleCode\RegBased
这里采用固件库的方式开发，方便快捷。
时钟初始化：

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void SYS_Init(void)

{



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init System Clock                                                                                       */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Unlock protected registers */

    SYS_UnlockReg();



    /* Enable HIRC clock (Internal RC 48MHz) */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HIRCEN_Msk);



    /* Wait for HIRC clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HIRCSTB_Msk);



    /* Select HCLK clock source as HIRC and HCLK source divider as 1 */

    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLKSEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_HCLK(1));



    /* Set both PCLK0 and PCLK1 as HCLK */

    CLK->PCLKDIV = CLK_PCLKDIV_APB0DIV_DIV1 | CLK_PCLKDIV_APB1DIV_DIV1;



    /* Select IP clock source */

    /* Select UART0 clock source is HIRC */

    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));

    /* Select UART1 clock source is HIRC */

    CLK_SetModuleClock(UART1_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART1SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART1(1));



    /* Enable UART0 peripheral clock */

    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);

    /* Enable UART1 peripheral clock */

    CLK_EnableModuleClock(UART1_MODULE);

    /* Enable PDMA module clock */

    CLK_EnableModuleClock(PDMA_MODULE);



    /* Update System Core Clock */

    /* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate PllClock, SystemCoreClock and CycylesPerUs automatically. */

    SystemCoreClockUpdate();



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Set PB multi-function pins for UART0 RXD=PB.12 and TXD=PB.13 */

    SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk))    |       \

                    (SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);



    /* Set PB multi-function pins for UART1 RXD(PB.2) and TXD(PB.3) */

    SYS->GPB_MFPL = (SYS->GPB_MFPL & ~(SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_Msk | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_Msk))    |       \

                    (SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_UART1_RXD | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_UART1_TXD);



    /* Lock protected registers */

    SYS_LockReg();

}

在初始化时钟之前需要确认自己的外部晶振的频率，然后在system_M031Series.h文件的第38行修改宏定义。

在初始化时钟时会将需要的外设时钟一起初始化，这里初始化了UART0和UART1的时钟以及PDMA的时钟。

初始化UART
由于时钟已经配置，在初始化UART的配置时会显得特别简单。如果你的UART没有特殊要求，两行代码即可完成UART的初始化。

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void UART0_Init()

{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init UART                                                                                               */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Reset UART0 */

    SYS_ResetModule(UART0_RST);



    /* Configure UART0 and set UART0 baud rate */

    UART_Open(UART0, 115200);

}



void UART1_Init()

{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init UART                                                                                               */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Reset UART1 */

    SYS_ResetModule(UART1_RST);



    /* Configure UART1 and set UART1 Baudrate */

    UART_Open(UART1, 2500000);

        

                 /* Enable Interrupt and install the call back function */

        NVIC_EnableIRQ(UART13_IRQn);

    UART_EnableInt(UART1, UART_INTEN_RDAIEN_Msk);

  

}

串口0用于printf的调试。串口1 是我需要与其他串口设备通信的接口。除了我在串口1设置了串口接收中断以外，初始化一个串口仅仅需要两个函数，非常方便，这里使用的串口默认配置：一个停止位，无校验位，8位数据，如果需要修改可自行进入函数修改。
在配置串口1的接收中断时遇到了问题：调用NVIC_EnableIRQ（）函数初始化中断线时，参数我填的是UART1_IRQn，无报错，编译可通过，但是测试没现象，于是进入debug页面，发现中断函数并未被编译。

尝试了很多方法都不能进行编译，后来去看UART1_IRQn的定义，发现这个宏定义下面还有一个UART13_IRQn。于是明白过来了，
UART0和UART2共用一个中断函数UART02_IRQHandler()，

UART1和3共用中断函数UART13_IRQHandler()

这里区别于其他家的库，不能用UART1_IRQn，需要用UART13_IRQn。

PDMA配置

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void PDMA_UART_TxTest(void)

{

    /* UART Tx PDMA channel configuration */

    /* Set transfer width (8 bits) and transfer count */

    PDMA_SetTransferCnt(PDMA, UART_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, UART_TEST_LENGTH);



    /* Set source/destination address and attributes */

    PDMA_SetTransferAddr(PDMA, UART_TX_DMA_CH, (uint32_t)SrcArray, PDMA_SAR_INC, (uint32_t)&UART1->DAT, PDMA_DAR_FIX);



    /* Set request source; set basic mode. */

    PDMA_SetTransferMode(PDMA, UART_TX_DMA_CH, PDMA_UART1_TX, FALSE, 0);



    /* Single request type */

    PDMA_SetBurstType(PDMA, UART_TX_DMA_CH, PDMA_REQ_SINGLE, 0);



    /* Disable table interrupt */

    PDMA_DisableInt(PDMA,UART_TX_DMA_CH, PDMA_INT_TEMPTY );

}

这里有几个需要自行修改的地方，PDMA_SetTransferCnt(PDMA, UART_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, UART_TEST_LENGTH);修改PDMA_WIDTH_8为修改数据宽度，这里默认8位，UART_TEST_LENGTH为发送长度，我这里设置为11个。PDMA_SetTransferAddr(PDMA, UART_TX_DMA_CH, (uint32_t)SrcArray, PDMA_SAR_INC, (uint32_t)&UART1->DAT, PDMA_DAR_FIX); SrcArray为数组的地址。因为我是发送的DMA，这里配置为内存到外设，如果是接收DMA则做以下设置： PDMA_SetTransferAddr(PDMA, UART_RX_DMA_CH, (uint32_t)&UART1->DAT, PDMA_SAR_FIX, (uint32_t)DestArray, PDMA_DAR_INC);

配置完后再主函数打开DMA：

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 SYS_ResetModule(PDMA_RST);



        PDMA_Open(PDMA, (1 << UART_TX_DMA_CH));

中断函数配置及启动DMA

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void UART13_IRQHandler(void)

{

                uint8_t res;

//        uint32_t u32IntSts = UART1->ISR;

        PB1 = 0;



        res = UART_READ(UART1);//读UART_DAT寄存器自动清除中断标志

        if(res == 0x1A)

        {

                UART_DISABLE_INT(UART1, UART_INTEN_TXPDMAEN_Msk);

                PDMA_UART_TxTest();

                UART_ENABLE_INT(UART1, UART_INTEN_TXPDMAEN_Msk);

                while (PDMA->DSCT[UART_TX_DMA_CH].CTL & PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk) ;

        

        }

        PB1 = 1;

}

在M031中，区别于我之前用过的其他MCU，在进入中断函数之后，只要读取串口接收寄存器UART_DAT中的值，便可自动清除中断标志，并不需要去操作其他寄存器。非常好用。
DMA的启动和其他的MCU类似，[size=14.6667px]需重新配置传输个数，[size=14.6667px]RAM[size=14.6667px]地址等，再调用一次初始化函数就行。然后利用[size=14.6667px]while (PDMA->DSCT[UART_TX_DMA_CH].CTL & PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk) ;判断数据是否发送完成，实际上就是等待传输个数计数器为0。
这里插一句PB1的作用，PBI就是gpio PB1口。初始化就一句话GPIO_SetMode(PB, BIT1, GPIO_MODE_OUTPUT);这里方便示波器观察时间。在使用库函数初始化PWM时，因为每一次的启动都要调用该函数，库函数的操作很费时间，在触发串口接收中断后将PB1拉低，发送完拉高，在示波器观察到从触发接收中断到第一个串口数据发送出去，也就是DMA启动完成，大约耗时8us，效率低下。于是我将DMA初始化改用寄存器的方式，时间缩小到2.8us,好用！

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void PDMA_UART_TxTest(void)

{

    /* UART Tx PDMA channel configuration */

    PDMA->DSCT[UART_TX_DMA_CH].CTL =

    (UART_TEST_LENGTH - 1) << PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Pos | /* Transfer count */

        PDMA_WIDTH_8 |  /* Transfer width 8 bits */

        PDMA_DAR_FIX  | /* Fixed destination address */

        PDMA_SAR_INC  | /* Increment source address */

        PDMA_DSCT_CTL_TBINTDIS_Msk  | /* Table interrupt disabled */

        PDMA_REQ_SINGLE  | /* Single request type */

        PDMA_OP_BASIC;     /* Basic mode */

    PDMA->DSCT[UART_TX_DMA_CH].SA = (uint32_t)SrcArray;     /* Source address */

    PDMA->DSCT[UART_TX_DMA_CH].DA = (uint32_t)&UART1->DAT;  /* Destination address */



    /* Request source selection */

    PDMA->REQSEL0_3 = (PDMA->REQSEL0_3 & (~PDMA_REQSEL0_3_REQSRC1_Msk)) | (PDMA_UART1_TX << PDMA_REQSEL0_3_REQSRC1_Pos);

}