在本文中，我们将深入探讨如何使用STM32F4微控制器通过数字模拟转换器(DAC)和直接存储器访问(DMA)技术成功地输出正弦波。STM32F4系列是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款高性能、低功耗的Cortex-M4内核微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统设计，包括音频处理、信号发生器等。 我们需要理解DAC的基本原理。DAC是数字信号到模拟信号转换器，它将数字输入数据转换为相应的模拟电压或电流输出。在STM32F4中，通常有多个DAC通道可供选择，每个通道可以独立设置和配置，以满足不同的输出需求。在本例中，我们可能使用了一个DAC通道来生成正弦波。 接着，我们要了解DMA（直接存储器访问）的工作方式。DMA允许数据在内存和外设之间直接传输，无需CPU的介入，从而提高了数据传输速率并减轻了CPU负担。在STM32F4中，有许多不同类型的DMA流，每种流都有不同的优先级和数据传输能力。在生成正弦波的场景中，我们可以配置DMA来连续读取存储在RAM中的正弦波样本，并将其传输至DAC，实现连续的模拟输出。 为了生成正弦波，我们需要准备一系列离散的正弦函数样本。这些样本通常以二进制格式存储在微控制器的闪存或RAM中。可以使用数学库或者编程语言的内置函数生成这些样本，然后通过DMA将它们加载到DAC的转换寄存器。STM32F4的DMA控制器能够设置适当的触发源，例如定时器中断，使得每次定时器溢出时，都会自动更新DAC的输出值，形成连续的波形。 配置DAC的关键步骤包括： 1. 初始化DAC：设置工作模式、采样时间、输出缓冲器状态等。 2. 配置DMA：选择合适的DMA流、通道、数据大小、数据按位对齐方式以及传输完成后的中断处理。 3. 设置DMA触发源：通常与一个定时器相关联，确保按照所需的频率更新DAC输出。 4. 将正弦波样本数组地址设置为DMA的数据源。 5. 开启DAC和DMA服务。 在程序运行过程中，定时器会周期性地触发DMA，DMA会从内存中取出下一个正弦波样本并写入DAC，从而在输出端口产生连续的正弦波形。为了调整波形的频率和幅度，可以改变定时器的预分频器和计数器值，以及DAC的电压参考。 总结来说，通过STM32F4的DAC和DMA功能，我们可以实现高效且精确的正弦波生成。这种方法对于需要实时音频处理、信号发生或其他模拟信号输出的应用非常有用。在实际项目中，还需要考虑电源稳定性、噪声抑制和滤波等问题，以确保生成的正弦波质量高且稳定。

本文深入解析了STM32双串口DMA互透传技术，该技术广泛应用于工业控制、智能网关和嵌入式调试系统中，实现串口设备数据的透明转发。通过利用STM32的DMA与空闲中断（IDLE Interrupt）机制，可以构建接近“零CPU占用”的串口桥接系统。文章详细介绍了DMA的优势、USART+DMA的组合配置、缓冲区设计、IDLE中断处理帧边界的方法，以及实际应用中的常见问题与对策。实测表明，该方案在STM32F407平台上可实现2Mbps波特率下的双向透传，CPU占用率低于3%，数据完整率接近100%。 在深入探讨STM32双串口DMA透传技术的过程中，首先需要了解的是直接内存访问（DMA）技术，以及如何在STM32微控制器上实现这一技术。STM32是广泛应用于工业控制、智能网关和嵌入式调试系统中的32位ARM Cortex-M系列微控制器。DMA技术允许外设直接读写系统内存，无需CPU参与数据传输过程，从而大量减少CPU的负担，提高整体系统效率。 文章中详细介绍了如何利用STM32的DMA功能来实现双串口的透明数据转发，即透传。在此应用中，DMA与串口空闲中断（IDLE Interrupt）机制相结合，使得微控制器能够以非常低的CPU占用率处理高速串口数据流。在双串口模式下，一个串口负责接收外部设备的数据，另一个串口则将这些数据转发到另一个设备，这一过程中CPU几乎不参与数据的搬运工作。 文章进一步展开讨论了USART+DMA组合配置的方法，这包括了双缓冲机制和IDLE中断处理帧边界的技术。在双缓冲机制下，一个缓冲区用于数据的接收，另一个用于数据的发送。当接收缓冲区满时，DMA可以自动切换到另一个缓冲区继续工作，同时通过中断通知CPU处理已满的缓冲区，这样可以实现连续的数据流处理而不会出现数据丢失。 在实际应用中，透传技术面临的一些挑战和问题也得到了探讨。作者针对这些问题提出了有效的解决方案，例如如何确保数据的完整性和传输的连续性，以及如何优化内存的使用和处理速度。 文章通过实验验证了该透传技术的性能。在使用STM32F407微控制器平台进行测试时，该技术能够达到2Mbps的波特率下进行双向数据透传，并且CPU占用率低于3%，数据完整率接近100%。这样的性能指标充分展示了该透传技术在实际应用中的优越性和可靠性。 由于微控制器的资源通常有限，尤其是在内存和处理能力方面，因此对于在这些条件下实现高速和高效的数据通信，STM32双串口DMA透传技术显得尤为宝贵。它不仅提高了数据处理的效率，而且在减轻CPU负担的同时，还确保了数据传输的高效性和准确性。对于设计高性能的嵌入式系统和工业控制设备，该技术提供了一种高效的数据处理方案，具有广泛的应用前景。 文章对于STM32双串口DMA透传技术进行了全面而深入的探讨，从DMA技术基础到实际应用中的挑战与对策，再到性能验证，提供了丰富的内容，为相关领域的研究和开发提供了重要的参考价值。

在嵌入式系统开发中，STM32微控制器因其高性能和灵活性而广泛应用于各种项目。STM32CubeMX是一款图形化配置工具，能够帮助开发者快速配置STM32微控制器的各种硬件特性，并生成初始化代码。串口通信是微控制器与外部设备或计算机通信的重要方式之一。直接内存访问（DMA）是一种能够允许外设直接读写内存的技术，从而减少CPU的负载并提高数据传输效率。环形队列（Ring Buffer Queue）是一种先进先出的数据结构，适用于处理数据流。 当使用STM32CubeMX配置串口并启用DMA功能时，可以实现数据的高效率接收。在该配置下，当串口接收到数据时，DMA控制器会自动将数据从串口读取到内存中的一个缓冲区。为了保证数据接收的连续性和稳定性，环形队列结构被用来存储DMA传输的数据。 环形队列的工作机制是基于一个固定大小的数组和两个指针（头部和尾部）来实现的。当DMA将数据写入环形队列时，它总是将数据写入尾部指针所指向的位置，并在数据写入后更新尾部指针。如果尾部指针追上头部指针，则表明队列已满，需要进行相应的处理以避免数据丢失。在while(1)循环中，系统会持续检查环形队列中是否有数据可处理。如果有数据，系统将从队列的头部读取数据，处理完毕后再更新头部指针，继续等待新的数据。 这种通过DMA和环形队列相结合的方式来接收串口数据的方法，能够有效提高程序对串口数据的处理能力，减少CPU的占用时间，使得CPU可以同时执行其他任务，比如处理用户输入、更新显示界面等。此外，使用DMA还能减少因中断频繁触发导致的CPU负载过大问题，提高了系统的稳定性和响应速度。 在具体实现时，开发者需要注意几个关键点。需要合理配置环形队列的大小，以保证在最坏情况下（即CPU来不及处理数据时）不会发生数据溢出。要在中断服务程序中处理DMA传输完成中断，及时更新队列尾部指针，并在while(1)循环中处理队列头部数据，更新头部指针。还要考虑数据处理过程中可能出现的异常情况，比如队列满时的数据覆盖，以及如何从队列中安全地读取数据而不造成数据错乱。 STM32CubeMX工具简化了这一过程，允许开发者通过图形化界面配置所需的硬件特性，一键生成初始化代码。开发者只需在生成的代码基础上实现具体的数据处理逻辑，从而大大降低了开发难度和提高了开发效率。 STM32CubeMX的串口DMA与环形队列接收的组合，是实现高效、稳定串口数据处理的有效方案。它适用于对实时性要求较高的应用场合，比如工业控制、远程通信等领域。通过合理设计环形队列和有效管理DMA中断，可以使串口通信更加高效可靠。

在嵌入式系统开发领域，单片机作为一种微型计算机，常用于各种控制任务。GD32F407VET6是GigaDevice公司推出的一款高性能的32位通用微控制器，基于ARM Cortex-M4内核，具有丰富的外设接口和较高的处理性能。它特别适用于需要高集成度和高运算性能的应用场景。对于工程师和爱好者而言，掌握单片机的基本操作和编程是进行深入开发的前提。 在本次分享的“GD32F407VET6单片机实验程序源代码18.ADC-DMA实验”中，重点在于ADC（模拟数字转换器）与DMA（直接存储器访问）的结合使用。ADC是将模拟信号转换成数字信号的接口，而DMA则允许外设直接访问内存，无需CPU干预，从而提高数据传输效率。 实验的核心内容涉及如何配置ADC模块，使其能够连续不断地将模拟信号转换成数字信号，并且利用DMA通道将这些数据存储到指定的内存区域中。这样的操作模式对于实时数据采集系统非常关键，因为它减少了CPU的负担，让CPU可以去做其他处理工作，同时保证了数据的实时性和准确性。 在编程实现上，需要对GD32F407VET6的硬件特性有较为深入的了解，包括其ADC的分辨率、采样率、触发源、DMA传输速率等参数配置。此外，还需要了解如何在程序中初始化这些硬件资源，并编写相应的数据处理逻辑。 整个实验程序的编写不仅仅是为了实现一个功能，更是一个学习过程，通过这个过程，开发者可以更加深刻地理解MCU的内部结构和编程技巧，以及如何高效地利用硬件资源来实现复杂的系统功能。在此基础上，还可以进一步探索如何优化程序性能，例如通过DMA优先级设置来提高系统的响应速度，或者通过中断服务程序来处理特定的数据事件。 在实际应用中，该实验程序可广泛应用于需要大量实时数据采集和处理的场合，比如工业控制、数据记录仪、音频处理、图像采集等领域。通过本次实验，开发者能够获得宝贵的实践经验，为将来设计和开发更高级的应用打下坚实的基础。 实验证明，通过精确的硬件配置和精心设计的程序代码，GD32F407VET6单片机在处理复杂任务时具有优异的性能表现，能够满足现代电子设备对性能和功耗的严苛要求。对于工程师和学生而言，这项实验不仅能够加深他们对单片机原理的理解，还能够激发他们在设计创新上的灵感。 通过对GD32F407VET6单片机的实验程序源代码进行学习和操作，不仅可以掌握ADC-DMA实验的具体实现，还能在实践中深化对嵌入式系统原理和设计方法的理解，对于提高个人在电子设计和嵌入式编程方面的技能水平具有重要的意义。

STM32F407微控制器是STMicroelectronics（意法半导体）生产的一款高性能ARM Cortex-M4微处理器，具备丰富的外设接口和较高的运行速度。在数据通信中，串口通信是最为常见和便捷的方式之一，但在进行大批量数据交换时，传统的串口接收方式往往受限于CPU的处理能力，难以高效地处理大量数据。为了提升数据接收效率，可以采用串口空闲中断和直接内存访问（DMA）技术。 串口空闲中断是指当串口在一定时间内没有数据发送或接收时，微控制器触发的一个中断。这个机制可以被用来检测数据接收的完成，或者在数据流中作为分隔符来标识数据包的开始和结束。在STM32F407中，当串口配置为使用空闲中断后，每当串口检测到空闲线状态时，就会产生一个中断，从而通知CPU有新的数据包需要处理。 接下来，DMA（Direct Memory Access）是一种允许外设直接读写系统内存的技术，它能够不通过CPU即可进行数据传输。在数据接收过程中，DMA可以自动地将接收到的数据从串口的数据寄存器直接搬运到内存中，从而大幅减少了CPU的负担。通过合理配置DMA通道和相关参数，可以实现数据的连续接收，而无需CPU每次接收单个字节或者数据块，这样大大提升了数据处理效率。 在STM32F407中实现基于串口空闲中断和DMA的数据接收，一般步骤如下： 1. 配置串口相关的GPIO引脚为UART功能，并设置好串口的基本参数，如波特率、字长、校验位和停止位等。 2. 配置DMA通道，将DMA通道与串口接收缓冲区关联，并设置传输方向为从外设到内存，指定合适的内存地址和传输数据大小。 3. 配置中断优先级，将串口空闲中断使能，并在中断服务程序中编写处理接收到数据的逻辑。 4. 在应用程序中，可以继续进行其他任务，一旦DMA完成数据传输或者串口检测到空闲中断，相应的中断服务程序就会被调用，从而可以处理接收到的数据。 使用串口空闲中断和DMA技术可以有效地提高数据接收的速率和系统的整体性能，尤其适合于需要处理高速、大批量数据流的场景，比如图像处理、文件传输、高速数据采集等应用。 此外，为了保证数据传输的准确性和完整性，还需要考虑数据校验和错误处理机制。可以在数据帧中加入校验和、奇偶校验位或CRC校验码，确保数据在传输过程中没有发生错误。一旦检测到错误，可以通过重传机制来确保数据的正确接收。 STM32F407微控制器结合串口空闲中断和DMA技术，不仅可以实现高效的数据接收，还能优化CPU资源的使用，进而提升整个系统的性能和响应速度。这种技术方案适用于多种需要高速数据处理的应用场景，是工业控制、通信设备和嵌入式系统设计中的重要技术手段。

西门子PLC源码解析：基于STM32F103RCT6的串口DMA传输与多样功能支持,西门子PLC源码解析：基于STM32F103RCT6的串口DMA传输与多功能开发平台支持,西门子PLC源码 224XP 226。 STM32CPU：STM32F103RCT6(或其他STM32F103系列大容量芯片) 开发平台：keilMDK5 串口收发数据使用DMA传输方式。 支持两路串口。 方便同时连接编程软件和触摸屏。 支持200软件(STEP7MicroWINV4)下载、上传程序块、数据块及系统块；支持监视程序(程序状态监视、状态表监视)；支持2 3级密码保护功能。 支持位逻辑指令、定时器 计数器指令、传送，算术运算指令、逻辑运算指令、位移指令，子程序、跳转、步进状态转移、数据转、浮点数比较、浮点数运算指令等。 注释详尽，语句简单易懂。 ,PLC源码; 224XP; 226系列; STM32F103RCT6; KeilMDK5; 串口DMA传输; 双重串口支持; 触摸屏连接; 程序下载上传; 监视程序; 密码保护功能; 位逻辑指令; 定时器计数器指令; 传送算术运算指令; 逻辑运算指令; 状态转

NVMe A4S Host Controller IP可以连接高速存储PCIe SSD，无需CPU和外部存储器，自动加速处理所有的NVMe协议命令，具备独立的数据写入AXI4-Stream/FIFO接口和数据读取AXI4-Stream/FIFO接口，适合于高性能、顺序访问的应用，比如视频记录、信号记录。 ### Xilinx FPGA NVMe A4S Host Controller, 高性能NVMe A4S主机控制器IP #### 一、概述 NVMe A4S Host Controller IP 是一款专为高性能存储应用设计的控制器，它能够直接与PCIe SSD进行交互，无需借助CPU和外部内存。这一特性使得该控制器特别适用于视频记录、信号记录等需要高速、顺序访问的应用场景。通过自动加速处理所有的NVMe协议命令，并提供独立的数据写入和读取AXI4-Stream/FIFO接口，该控制器简化了高性能存储解决方案的设计过程。 #### 二、关键技术特点 ##### 2.1 无需CPU参与 NVMe A4S Host Controller IP能够独立完成PCIe设备的枚举、NVMe控制器的识别及初始化等工作，无需依赖CPU的支持。这一特性不仅降低了系统的复杂度，还提高了整体的运行效率。 ##### 2.2 高速数据传输 - **数据写入与读取AXI4-Stream/FIFO接口**：支持独立的数据写入和读取AXI4-Stream/FIFO接口，确保了高速数据传输的同时也保持了良好的灵活性。 - **DMA读写**：DMA（Direct Memory Access）读写功能允许数据直接在存储器与PCIe SSD之间传输，而无需经过CPU，这极大地提升了数据传输的速度和效率。 ##### 2.3 NVMe协议支持 - **管理命令**：实现必要的NVMe Admin Command Set，包括Identify、SMART、Error Information等功能，以及NVM Command Set中的Write、Read等命令。 - **多队列特性**：支持NVMe的多队列特性，可以根据不同应用场景的需求灵活配置DMA读写的通道数量，利用循环仲裁或加权循环仲裁机制来实现高效的数据访问。 ##### 2.4 配置灵活性 - **顺序传输长度配置**：DMA读写的顺序传输长度可以在RTL阶段进行配置，范围从4K-Byte到512K-Byte不等。较小的传输长度虽然会消耗较少的BRAM资源，但可能会影响读写性能；相反，较大的传输长度虽然能提高读写速度，但可能会消耗更多的BRAM资源。 - **多通道DMA需求**：针对多路数据通道访问PCIe SSD的需求，NVMe A4S Host Controller IP可以配置多个DMA命令接口和AXI4-Stream/FIFO接口，以满足不同场景下的并行访问需求。 ##### 2.5 兼容性与扩展性 - **FPGA支持**：该控制器支持Xilinx的多种FPGA系列，包括Ultrascale+、Ultrascale和7 Series等，保证了其广泛的适用性和扩展性。 - **PCIe SSD支持**：兼容PCIe Gen4、PCIe Gen3和PCIe Gen2 SSD，这意味着用户可以根据自身需求选择最合适的SSD型号。 #### 三、应用场景 - **视频记录**：对于高分辨率视频流的实时捕获和记录，NVMe A4S Host Controller IP能够提供稳定且高速的数据传输能力，确保视频质量的同时也保障了录制的流畅性。 - **信号记录**：在科研、军事等领域，需要对大量信号进行实时采集和存储，该控制器的高速数据传输能力和大容量存储支持使其成为理想的解决方案之一。 - **大数据处理**：在处理大规模数据集时，如机器学习训练、数据分析等场景下，控制器提供的高效数据读写能力能够显著提升处理效率。 #### 四、结论 Xilinx FPGA NVMe A4S Host Controller是一款高度集成且性能强大的存储控制器IP，它不仅简化了高性能存储解决方案的设计流程，还提供了灵活的配置选项和广泛的兼容性，适用于多种高性能存储应用场景。无论是视频记录、信号记录还是大数据处理，都能从中受益。

用标准库实现的代码，使用双DAC+DMA进行两路正弦波生成，双ADC+DMA进行采样，在主函数中，可以通过旋转编码器对生成的两个正弦波的幅度，相位，频率进行改变，且显示在OLED的菜单界面中，可以自由改变两个正弦波，通过按键来完成李萨如显示模式与正弦波调整菜单模式的切换。

STM32F407 3个ADC同步采样，串口1重定向PB6 PB7 定时器8 通道4作为TRGO信号触发ADC1同步ADC2，ADC3同步采样3个不同的规则通道，转换后触发DMA搬运到内存，并在中断中置位标志位，在main中输出结果。 在STM32F407微控制器的开发中，经常需要利用其丰富的外设进行高性能的数据采集。本篇将深入解析如何在STM32F407上使用CubeMX工具配置和实现三个模数转换器（ADC）的同步采样、DMA传输以及定时器触发等功能。这里所提到的“3重ADC同步规则3通道扫描采样 DMA传输 定时8触发”涉及了硬件同步、多通道数据采集、数据直接内存访问和定时触发机制等高级特性。 ADC同步采样是通过定时器来实现的。在这个案例中，使用了定时器8的通道4输出的TRGO（触发输出）信号来触发ADC1、ADC2和ADC3。这些ADC可以设置为在TRGO信号到来时同步启动，完成各自通道的数据转换。这种同步机制对于需要精确同时采集不同传感器数据的应用场景特别有用。 规则通道扫描采样意味着ADC模块将会按照配置好的规则顺序循环地对一组通道进行采样。这里每个ADC配置了不同的规则通道，因此它们会各自独立地对不同的模拟输入通道进行采样，保证了数据采集的多样性和灵活性。 在完成ADC转换后，数据并不是直接被送入中央处理单元（CPU），而是通过DMA进行搬运。DMA（直接内存访问）允许外设直接与内存进行数据传输，无需CPU介入。这一特性极大降低了对CPU的负担，并提高了数据处理的效率。在本例中，转换完成的数据会通过DMA传输至指定的内存地址。 在数据采集完成后，需要有一种方式来通知CPU处理这些数据。这通常通过中断来实现。当中断发生时，CPU暂停当前的任务，跳转到相应的中断服务函数中执行数据处理逻辑。在本例中，中断服务函数将会设置标志位，并在main函数中根据标志位决定输出数据结果。 在使用HAL库进行上述配置时，CubeMX工具能提供一个可视化的配置界面，简化了配置过程。开发者可以直观地看到外设间的连接关系，并通过图形化界面完成复杂的配置，生成初始化代码。这些初始化代码会包括外设的配置，中断和DMA的设置等，为开发人员提供了一个良好的起点。 在实际应用中，开发者可能需要根据具体的应用场景对CubeMX生成的代码进行微调，以适应特定的性能要求和硬件约束。例如，ADC的分辨率、采样时间、数据对齐方式等参数可能需要根据实际应用的精度和速度要求来调整。 STM32F407在利用CubeMX工具进行配置后，能够实现复杂的同步采样、DMA传输和定时触发等功能，极大地提高了数据采集和处理的效率和准确性。这一过程涉及到对外设的深入理解，以及对HAL库提供的接口的熟练运用，这对于开发高性能的嵌入式系统至关重要。

解决了STM32在运行FreeModbus中断量太大的问题