[GD32L233C-START 评测] GD32L233C-START评测——06.LPUART+DMA+MCU睡眠唤醒——综合试验1

wadeRen 2022-2-25 10:15 楼主

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# 前言
- 距离上一篇评测隔了挺长时间，不过本篇是一个综合测试。
- 本篇仅仅是为了测试外设，代码比较简单，实现的功能也较为简单。
- 做本篇综合试验的目的，也是为了后面的实践项目趟坑。

# 1、外设简介
## 1.1、LPUART简介
在UART前加入了“LP”，可在睡眠模式下运行，即为低功耗通用异步收发器。还支持硬件流控（CTS/RTS）。最最关键的部分**LPUART_TX、LPUART_RX可以配置**，换句话说，如果引脚紧张则**收/发功能可以用一个引脚来实现**（这点对我来说很新颖）。
## 1.2、DMA简介
**代替CPU做数据搬运的搬运工。** 这是我对这个外设的基本认识。
代替CPU实现搬运工作（如：搬运图片数据），即可把CPU空闲出来做逻辑处理的工作；通过合适的设置后，CPU仅需判断传输是否完成就行了。在多任务的系统里（如：前后台系统或者RTOS），可以极大的提高CPU的利用率。
>打个比方，CPU是一个将军，DMA就是他的传令兵。将军在指挥部纵观全局指挥战斗，那他下达命令到战斗部队有两种方式：1、亲自去战斗部队去传令；2、让传令兵代替他去给战斗部队传令。那肯定是后一种方式更棒嘛，将军不要去干这种简单的、耗时的工作。

# 2、试验内容说明
目标：**在MCU处于睡眠模式下通过向LPUART发送数据来唤醒MCU，并将接收到的数据发送出来。**
硬件平台：GD32L233C-START开发板。
关键外设：LPUART、DMA。
连接说明：PA2(LPUART_TX)连接串口工具RXD、PA3(LPUART_RX)连接串口工具TXD、GND。

# 3、外设初始化
初始化LPUART、DMA。

## 3.1 LPUART初始化

**LPUART发送器**配置流程如下：

> 图片截取自《GD32L23x_yonghushouce_Rev1.0.pdf》——P416。

**LPUART接收器**配置流程如下：

> 图片截取自《GD32L23x_yonghushouce_Rev1.0.pdf》——P417。

LPUART初始化代码如下：
```c
void com_lpuart_init(void)
{
    /* enable COM GPIO clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);

/* enable LPUART clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_LPUART);

/* connect port to LPUART TX */
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_8, GPIO_PIN_2);
    /* connect port to LPUART RX */
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_8, GPIO_PIN_3);

/* configure LPUART TX as alternate function push-pull */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_2);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_2);

/* configure LPUART RX as alternate function push-pull */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_3);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_3);

/* LPUART configure */
    lpuart_deinit();
    lpuart_word_length_set(LPUART_WL_8BIT);
    lpuart_stop_bit_set(LPUART_STB_1BIT);
    lpuart_parity_config(LPUART_PM_NONE);
    lpuart_baudrate_set(115200U);
    lpuart_receive_config(LPUART_RECEIVE_ENABLE);
    lpuart_transmit_config(LPUART_TRANSMIT_ENABLE);

lpuart_enable();
}
```

## 3.2 DMA初始化

**DMA实现LPUART发送**配置流程如下：

> 图片截取自《GD32L23x_yonghushouce_Rev1.0.pdf》——P418。

**DMA实现LPUART接收**配置流程如下：

> 图片截取自《GD32L23x_yonghushouce_Rev1.0.pdf》——P419。

DMA初始化代码如下：
```c
void com_dma_lpuart_init(void)
{
    dma_parameter_struct dma_init_struct;
    /* enable DMA clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);
    /*configure DMA interrupt*/
    nvic_irq_enable(DMA_Channel0_IRQn, 0);
    nvic_irq_enable(DMA_Channel1_IRQn, 0);
	
/**********配置LPUART_TX到DMA_CH0********/
    /* initialize DMA channel 0 */
    dma_deinit(DMA_CH0);
    dma_struct_para_init(&dma_init_struct);
    dma_init_struct.request      = DMA_REQUEST_LPUART_TX;
    dma_init_struct.direction    = DMA_MEMORY_TO_PERIPHERAL;
    dma_init_struct.memory_addr  = (uint32_t)txbuffer;
    dma_init_struct.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
    dma_init_struct.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_8BIT;
    dma_init_struct.number       = ARRAYNUM(txbuffer);
    dma_init_struct.periph_addr  = (uint32_t)LPUART_TDATA_ADDRESS;
    dma_init_struct.periph_inc   = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
    dma_init_struct.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_8BIT;
    dma_init_struct.priority     = DMA_PRIORITY_ULTRA_HIGH;
    dma_init(DMA_CH0, &dma_init_struct);

/* configure DMA mode */
    dma_circulation_disable(DMA_CH0);
    dma_memory_to_memory_disable(DMA_CH0);
    /* disable the DMAMUX_MUXCH0 synchronization mode */
    dmamux_synchronization_disable(DMAMUX_MUXCH0);
    /* LPUART DMA enable for transmission and reception */
    lpuart_dma_transmit_config(LPUART_DENT_ENABLE);
    /* enable DMA channel 0 transfer complete interrupt */
    dma_interrupt_enable(DMA_CH0, DMA_INT_FTF);
	
//   此处暂不使能DMA_CH0，即暂不使能发送
    /* enable DMA channel 0 */
//  dma_channel_enable(DMA_CH0);

/**********配置LPUART_RX到DMA_CH1********/
    /* initialize DMA channel 1 */
    dma_deinit(DMA_CH1);
    dma_struct_para_init(&dma_init_struct);
    dma_init_struct.request      = DMA_REQUEST_LPUART_RX;
    dma_init_struct.direction    = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
    dma_init_struct.memory_addr  = (uint32_t)rxbuffer;
    dma_init_struct.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
    dma_init_struct.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_8BIT;
    dma_init_struct.number       = ARRAYNUM(rxbuffer);
    dma_init_struct.periph_addr  = (uint32_t)LPUART_RDATA_ADDRESS;
    dma_init_struct.periph_inc   = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
    dma_init_struct.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_8BIT;
    dma_init_struct.priority     = DMA_PRIORITY_ULTRA_HIGH;
    dma_init(DMA_CH1, &dma_init_struct);
	
    /* configure DMA mode */
    dma_circulation_disable(DMA_CH1);
    dma_memory_to_memory_disable(DMA_CH1);
    /* disable the DMAMUX_MUXCH1 synchronization mode */
    dmamux_synchronization_disable(DMAMUX_MUXCH1);
    /* LPUART DMA enable for reception */
    lpuart_dma_receive_config(LPUART_DENR_ENABLE);
    /* enable DMA channel 1 transfer complete interrupt */
    dma_interrupt_enable(DMA_CH1, DMA_INT_FTF);
    /* enable DMA channel 1 */
    dma_channel_enable(DMA_CH1);
	
    printf("\n\rDMA通道1初始化完成！\n\r");
}
```
> 此处不对`DMA_CH0`通道进行使能，因为使能后即会进行一次发送，但此时发送buffer为空，无有效数据。

# 4、中断函数

本次试验中用到了**LPUART接收中断**、**LPUART发送DMA完成中断**、**LPUART接收DMA完成中断**。

实现代码如下：

```c
void LPUART_WKUP_IRQHandler(void)
{
    if(SET == lpuart_interrupt_flag_get(LPUART_INT_FLAG_WU))
    {
        lpuart_flag_clear(LPUART_FLAG_WU);
        counter0 = 0x01;
        exti_flag_clear(EXTI_28);
    }
}

void DMA_Channel0_IRQHandler(void)
{
    if(RESET != dma_interrupt_flag_get(DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_FTF))
    {
        dma_interrupt_flag_clear(DMA_CH0, DMA_INT_FLAG_G);
        g_transfer_complete = SET;
    }
}

void DMA_Channel1_IRQHandler(void)
{
    if(RESET != dma_interrupt_flag_get(DMA_CH1, DMA_INT_FLAG_FTF)) 
    {
        dma_interrupt_flag_clear(DMA_CH1, DMA_INT_FLAG_G);
        g_transfer_complete = SET;
    }
}
```

# 5、重写打印函数

将`printf()`函数使用**LPUART**实现，实现代码如下：

```c
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	lpuart_data_transmit((uint8_t) ch );                         //发送字符
	while (lpuart_flag_get(LPUART_FLAG_TC) == RESET);   //检查是否发送完毕
	return (ch);
}
```

# 6、主函数

主函数代码如下：

```c
int main(void)
{
    uint8_t i;
    systick_config();
	
    led_init();
	
    led_flash(1);    //所有LED亮400ms，灭400ms；执行1次
	
    rcu_lpuart_clock_config(RCU_LPUARTSRC_IRC16MDIV);  //LPUART运行时钟配置
	
    com_lpuart_init();    //初始化LPUART
    printf("\n\rLPUART基本配置完成！\n\r");
	
    nvic_irq_enable(LPUART_WKUP_IRQn, 0);    
    exti_init(EXTI_28, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_RISING);
	
    /* use start bit wakeup MCU */
    lpuart_wakeup_mode_config(LPUART_WUM_STARTB);
    lpuart_enable();
	
    com_dma_lpuart_init();    //LPUART使用DMA初始化
	
    lpuart_wakeup_enable();

lpuart_interrupt_enable(LPUART_INT_WU);
	
    printf("\n\rMCU进入睡眠模式!\n\r");

rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);    //使能PMU时钟
    pmu_to_deepsleepmode(PMU_LDNPDSP_LOWDRIVE, WFI_CMD, PMU_DEEPSLEEP);   //进入睡眠模式
	
    /* wait a WUIE interrupt event */
    while(0x00 == counter0) 
    {
    }    //等待睡眠模式结束
	
    printf("\n\rMCU退出睡眠模式!\n\r");

while(RESET == lpuart_flag_get(LPUART_FLAG_RBNE)) {
    }

while(RESET == lpuart_flag_get(LPUART_FLAG_TC)) {
    }

system_clock_reconfig();
 systick_config(); //重新配置系统时钟
	
 led_flash(2); //所有LED亮400ms，灭400ms；执行两次
	
 for(i = 0; i < 10; i++) 
 {
 txbuffer = rxbuffer; //将接收到的10个数据复制到发送buffer
 }
 
 dma_channel_enable(DMA_CH0); //使能LPUART用DMA发送
 //此处会进行一次发送，即LPUART_TX通过DMA的方式发送
 while(1) 
 {
 }
}
```

# 7、效果
> 说明：
> 1.接收buffer大小固定为10字节，所以多发送的不会保存。
> 2.MCU退出睡眠模式后有2s延时（此延时执行了亮灯）后才启动发送。

# 总结

- 在睡眠模式下LPUART依然可以通过接收中断的方式将MCU唤醒。
- 在睡眠模式下LPUART接收到的数据并不会因为触发接收中断而丢失。
- DMA这个外设很方便，在传输的过程中，尤其是大数据量传输的过程中，可节省大量CPU的时间。而使用如此方便的外设，仅需对其通道进行一次使能即可。

# 结语

- 本次试验测试了两个外设，并初步使用了一下低功耗模式（即睡眠模式），比想象中的简单。
- 以上内容若有错误，请不吝赐教。我这厢有礼了~:Onion-93:
- **可以考虑规划综合试验及开源实践项目了，各位有什么想做的或者认为基于此芯片为核心实现什么项目，请留言一下。**
- 下节继续测试外设或发项目初步规划。

> 另：附件上传工程源码。附件说明如下：
>
> **14-GD32L233CCT6-Test.zip**：LPUART发送接收+DMA传输+LPUART接收唤醒MCU。 本帖最后由 wadeRen 于 2022-2-25 10:14 编辑

14-GD32L233CCT6-Test.zip (2022-2-25 09:33 上传)