STM32CubeMx的初始配置順序是怎么影響DMA功能的

?經(jīng)常有STM32開發(fā)者基于STM32CubeMx進(jìn)行配置并生成基于HAL庫的初始化代碼，當(dāng)涉及到DMA功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)DMA功能無效，但從配置操作及代碼本身又似乎找不出原因來的情況。此情此景 往往挺令人抓狂的。

比方曾有人反饋，他使用STM32F4系列芯片進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，通過STM32CubeMx配置并生成初始化代碼，使用了UART的DMA傳輸。但他發(fā)現(xiàn)DMA根本不工作。后來他無意中發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)樗谟脩舸a里不經(jīng)意地調(diào)整過UART外設(shè)和DMA外設(shè)初始化代碼的前后順序，當(dāng)他重新調(diào)整二者的先后順序后就一切正常了【此時(shí)DMA初始化代碼在前，UART初始化代碼在后】。他想知道這個(gè)順序是怎么影響DMA功能的。

我順手拿了塊STM32F334的Nucleo板，開啟UART1/UART3的數(shù)據(jù)通信功能，使用DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸。UART1發(fā)送數(shù)據(jù)，UART3接收數(shù)據(jù)?；赟TM32CubeMx配置后生成初始化代碼，添加用戶代碼。如下圖所示：

經(jīng)測試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)基于UART1/3的DMA傳輸功能是正常的。

結(jié)合客戶的反饋，我將DMA與UART初始化順序前后調(diào)換下，如下圖：

果真發(fā)現(xiàn)DMA不工作了，UART1/UART3之間也沒有數(shù)據(jù)通信。UART1/3的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容維持0值而沒有任何變化，尤其作為發(fā)送端的UART1的數(shù)據(jù)寄存器也毫無動(dòng)靜。

看來，DMA和UART的初始化代碼的順序的確影響到了二者的功能，也就是說如果代碼是基于現(xiàn)有CubeMX生成的初始化代碼，二者的初始化順序不能隨意調(diào)整，那到底怎么回事呢？

首先查看這兩個(gè)初始化代碼內(nèi)容，試圖找到蛛絲馬跡。很遺憾，并未很快發(fā)現(xiàn)原因。后來，當(dāng)再次查看DMA初始化函數(shù)MX_DMA_Init();的具體內(nèi)容時(shí)，發(fā)現(xiàn)代碼其實(shí)很簡單，就兩個(gè)動(dòng)作：

一個(gè)動(dòng)作是開啟DMA外設(shè)的時(shí)鐘，另一個(gè)就是使能DMA相關(guān)的中斷矢量控制。

既然這樣，我嘗試將該DMA初始化函數(shù)體位置依然保持放在UART初始化代碼的后面，但將DMA初始化函數(shù)里的那句開啟DMA外設(shè)時(shí)鐘的代碼提取出來，并移至UART初始化代碼之前，據(jù)此進(jìn)行驗(yàn)證。這次，結(jié)果就一切正常了。

看來，基于現(xiàn)有初始化代碼，這個(gè)DMA時(shí)鐘的開啟要放在UART初始化代碼之前，那是為什么呢？感覺UART的配置跟DMA時(shí)鐘沒有啥關(guān)系啊。

繼續(xù)挖掘原因！

再回頭細(xì)看UART的初始化代碼，在UART初始化函數(shù)的一個(gè)子函數(shù)HAL_UART_MspInit()那里發(fā)現(xiàn)了端倪。

MX_USART1_UART_Init()==》HAL_UART_Init()==》HAL_UART_MspInit();

因?yàn)槲覀冮_啟了跟UART傳輸事件相關(guān)的DMA功能，在HAL_UART_MspInit();函數(shù)里不僅有對與UART相關(guān)的GPIO的復(fù)用功能配置，而且，還有跟UART事件相關(guān)的DMA配置?？磥鞺ART的初始化還是跟DMA有關(guān)聯(lián)的。

結(jié)合上面DMA初始化函數(shù)里的那句開啟DMA外設(shè)時(shí)鐘代碼，到這里基本明白怎么回事了。

因?yàn)槲覀冊赨ART初始化代碼里要做跟DMA有關(guān)的配置，如果不事先將DMA外設(shè)的時(shí)鐘開啟，加上UART初始化函數(shù)里也沒有開啟DMA外設(shè)時(shí)鐘的代碼，那么，在UART初始化代碼進(jìn)行有關(guān)DMA的配置操作就沒法保證有效。

到此，開篇中提到的因?yàn)镈MA和UART初始化代碼順序影響DMA功能的原因應(yīng)該說揭曉了。

在做嵌入式開發(fā)過程中，很多的初始化配置都是基于硬件本身的，有些初始化順序可能有硬件方面的時(shí)序要求。關(guān)于這些，各芯片手冊中一般都會有明確描述和說明。我們在編寫初始化代碼時(shí)須遵循相關(guān)規(guī)定。當(dāng)然，有些配置順序可能還得結(jié)合具體應(yīng)用，實(shí)際體會后而做靈活調(diào)整。

回到文中案例，一般來說，STM32CubeMx在生成初始化代碼時(shí)已經(jīng)考慮到初始化時(shí)序這點(diǎn)了，只是用戶在整理代碼過程中可能無意調(diào)整了二者的初始化順序而不自知，再加上我們對初始化代碼本身缺乏足夠的了解而可能一度陷入困境。

據(jù)個(gè)人體驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)我們基于CubeMx來回調(diào)整配置時(shí)，這個(gè)順序也可能會被打亂。請注意這點(diǎn)。說實(shí)在的，這個(gè)地方非常隱蔽，即使知道有這么回事也還是可能忘記或忽略。當(dāng)因此而出現(xiàn)DMA傳輸異常時(shí)，如果不是基于代碼做跟蹤調(diào)試或閱讀是很難找到問題癥結(jié)的，因?yàn)榕渲貌僮骱退{(diào)用的庫函數(shù)代碼本身是沒有問題的。核心問題就是初始化代碼的執(zhí)行順序。

比方這兩天連續(xù)有人反饋，他們使用STM32芯片的ADC并啟用DMA傳輸時(shí)，都是因?yàn)檫@個(gè)原因使得ADC數(shù)據(jù)無法被DMA取走而產(chǎn)生異常。總之，在現(xiàn)有情況下， 保證DMA初始化代碼放在其它與DMA有關(guān)的各個(gè)外設(shè)初始化之前就不會有類似問題。比方就像下面的樣子：

關(guān)于這個(gè)話題，三年前我已經(jīng)在此分享過了。這個(gè)過程中，依然陸續(xù)也有人會遇到這個(gè)問題，我覺得有必要再分享之，所以在這里再分享一遍，以資提醒，愿君在開發(fā)過程中少一份坎坷。

三年，算來沒完沒了的新冠疫情也持續(xù)近三年了，真難??！我在此放一首加油曲在下方，愿一切盡快正常起來！

審核編輯：湯梓紅