STM32：使用 DMA 时 I2S 输入不起作用

Question

我正在尝试在 mono 设置中将“STM32F401RET6 Nucleo-64”微控制器与Adafruit I2S 麦克风接口。 为了完成这项任务，我想启用 DMA。

我使用 STM32 Cube IDE 中的设备配置工具使用以下参数激活 I2S3：

I2S3

• 全双工主控
• 传输模式：模式主接收；
• 通信标准：MSB First（左对齐）；
• 数据和帧格式：32 位帧上的 24 位数据；
• 所选音频频率：48 kHz；
• 时钟源：I2S PLL 时钟；
• 时钟极性：低；
• 主时钟 output 禁用。

DMA

• SPI_RX3，DMA 1 Stream 2，外设到 Memory，高优先级；
• FIFO，阈值 = 满，数据宽度 = 半字，突发大小 = 单；
• 在 NVIC 设置中，为 DMA 1 Stream 2 和 SPI3 启用中断。

接下来，使用代码生成器工具自动生成起始代码。 对此起始代码进行了一些更改：

• 设置 GPIO_PULL_DOWN 使三态始终读入 0；

我已经使用示波器对来自麦克风的数字数据波形进行了 plot。 这似乎是正确的，即声音触发了麦克风，这在最高有效位中是可见的。 如果我是正确的，这使得错误在于将数据读入正确的格式。 要执行 mono 测量，数据表指出应该使用 100k Ohm 电阻器，该电阻器存在于我的设置中。

在我的 main.c 程序中，我正在使用 HAL function ' HAL_I2S_Receive_DMA ' 来尝试填充我的 500 个样本数组。

main.c：

    /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
I2S_HandleTypeDef hi2s3;
DMA_HandleTypeDef hdma_spi3_rx;


/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2S3_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);


int main(void)
{
  HAL_Init();

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

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2S3_Init();
  MX_DMA_Init();

  /* Infinite loop */
  HAL_StatusTypeDef retval; // return value

  volatile int16_t data[500] = {0};
  int16_t data_shifted[500];

  while (1)
  {
      retval = HAL_I2S_Receive_DMA(&hi2s3, data, 500);
//    for(short i=0; i<500; i++){
//        data_shifted[i] = data[i] >> 14;
//    }

  HAL_Delay(1000);
  }
}


void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /* Configure the main internal regulator output voltage */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);
  /* 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_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 84;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  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_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}


static void MX_I2S3_Init(void)
{
  hi2s3.Instance = SPI3;
  hi2s3.Init.Mode = I2S_MODE_MASTER_RX;
  hi2s3.Init.Standard = I2S_STANDARD_MSB;
  hi2s3.Init.DataFormat = I2S_DATAFORMAT_24B;
  hi2s3.Init.MCLKOutput = I2S_MCLKOUTPUT_DISABLE;
  hi2s3.Init.AudioFreq = I2S_AUDIOFREQ_48K;
  hi2s3.Init.CPOL = I2S_CPOL_LOW;
  hi2s3.Init.ClockSource = I2S_CLOCK_PLL;
  hi2s3.Init.FullDuplexMode = I2S_FULLDUPLEXMODE_ENABLE;
  if (HAL_I2S_Init(&hi2s3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

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

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

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Stream2_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream2_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream2_IRQn);

}

/*GPIO Initialization Function */
static void MX_GPIO_Init(void)
{

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

}

/* This function is executed in case of error occurrence. */
void Error_Handler(void)
{
  /* Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  Reports the name of the source file and the source line number
  where the assert_param error has occurred.
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* 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) */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

当我调试代码并在“main.c”的第 34 行设置断点时，微控制器 memory 不会相应地更新其值。 所有值都保持为零。 两个 DMA 状态标志都设置为 1。我猜这个问题与时间有关，但直到现在我才能解决这个问题。

链接到 GitHub 上的完整源代码

链接到 GitHub 上的 HAL_I2S_Receive_DMA function

提前致谢。

Answer 1

DMA 必须在 ADC 外设之前初始化，但生成的代码以错误的顺序执行初始化。 众所周知，当前 STM32CubeIDE 的默认配置存在小缺陷。 尝试改变

MX_GPIO_Init();
MX_I2S3_Init();
MX_DMA_Init(); // wrong order

至

MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init(); // right order
MX_I2S3_Init();

要进行永久性更改，

1. 打开“项目管理器”（Pinout / Clock Configuration 附近的选项卡）
2. 项目经理 → 高级设置 → 生成的 Function 调用
3. 使用此列表附近的小箭头按钮将 MX_DMA_Init() 移动到 MX_I2S3_Init() 上方
4. 保存项目，生成的代码将有正确的顺序

Answer 2

以我的经验，

HAL_I2S_Receive_DMA() function 是配置地址（如果学LL API，需要手动设置源/目的地址和数据长度：[LL_DMA_SetDataLength()]）

因此，您可以在 While(1) 循环之前移动它。

如果要读取/处理缓冲区“数据”，可以使用 dma 中断回调 function，在 HAL API 中为：HAL_I2S_RxHalfCpltCallback(), HAL_I2S_RxCpltCallback()