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MCU有哪些高級用法?

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發(fā)表于 2024-11-2 08:01:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

5 p( |8 w7 A% X0 f  ~! s, |0 `( l8 W點擊上方藍色字體,關(guān)注我們3 @) D0 s3 e; Z- x+ p7 h1 A/ |
以STM32為例,固件開發(fā)中,有許多有趣的“腦洞大開”用法可以嘗試。1 C1 X  d3 c( y+ r% e8 W- ^" r, ?& u
1( ~! y6 m' Y8 P1 P5 s  ~
DMA+外設(shè)巧妙組合6 _% f& ^: R* z- U4 _% S

3 n) q- J2 G8 @$ j% F5 x利用直接內(nèi)存訪問(DMA)與外設(shè)的組合,可以在不占用 CPU 的情況下完成數(shù)據(jù)傳輸。
3 b, U( p8 h* W% k3 `" |* k
5 `1 }" M$ A5 w6 c, [9 {" z, F1 z例如,使用 ADC 的 DMA 連續(xù)采樣模式,將采樣值直接寫入內(nèi)存緩沖區(qū),再配合循環(huán)緩沖區(qū)實現(xiàn)不間斷的數(shù)據(jù)流處理。' P3 r% n! p# B

. e& E4 p8 `# p% ?這種方法對高速采樣特別有用,例如音頻數(shù)據(jù)處理或傳感器數(shù)據(jù)采集。
6 k1 I% a* ?: t; \# N22 v( s+ h3 I" w% C1 r  z) ]" r
硬件定時器實現(xiàn)“軟”PWM
% {& [' }0 f* w1 c- B3 u, @
) d2 f. B3 M8 b3 [硬件定時器生成 PWM 信號并不稀奇,但在更復雜的需求下,可以用定時器產(chǎn)生“多級”PWM。
6 @2 \/ X: {7 E# V3 X( g9 k) y" @( C! G, B/ C% [' x; u
例如,如果需要實現(xiàn)漸變亮度,可以結(jié)合 DMA 和定時器,通過 DMA 更新 PWM 占空比來生成動態(tài)亮度變化。
: R+ \- ]6 I# o! S9 L. i8 p7 |( B* O# U; T
這樣避免了繁瑣的中斷控制,同時可以獲得非常平滑的調(diào)光效果。, L4 M  @$ t3 j
31 {3 Q' t! Z1 y# n7 U
利用CRC外設(shè)優(yōu)化算法
. K$ s& j- O8 E9 A$ J: U, P8 X
5 U7 ]5 f  K0 P. S2 P) gSTM32 帶有 CRC 外設(shè),可以快速計算數(shù)據(jù)的 CRC 校驗。
* v5 J( P1 H# L6 n0 @' U  n: B+ D& k$ a8 ^+ _
這不僅用于數(shù)據(jù)完整性檢查,還能被創(chuàng)造性地用在哈;蛐r灪陀嬎愕乃惴▋(yōu)化上。( _4 B  A) U+ I9 D5 M

+ U, C: o( u# d7 K例如,使用 CRC 進行數(shù)據(jù)分段比較,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的循環(huán)比對方法,能大幅提升速度。5 |! s4 M9 v) Z! ~$ T7 ?6 b% Z
4
* Z* Y  W" T, j  C邏輯處理交給硬件
. u; p. P/ r* l" E" L5 D1 U! X
  c( U$ L7 P9 a$ I9 O5 c# D4 J某些時候可以用比較奇妙的組合來替代復雜的邏輯代碼。
; t1 g0 I6 T6 C4 o/ i+ l2 s7 F- R" u  ^
例如,使用定時器捕獲功能捕獲信號的上升/下降沿時間間隔,再結(jié)合輸入捕獲的預分頻器來自動計算信號周期或占空比。3 q1 t6 M; S8 c# H

7 {& c* p" H6 ^. v這樣避免了手動計算時間差、減法操作等,顯著減少了處理器負擔。4 Z( B3 J* j6 m9 m
52 k( J7 T, S; M
使用備用寄存器進行數(shù)據(jù)持久化 + E( [0 _. F3 B/ `
/ x( t9 |( N# V
STM32 中有備用寄存器(Backup Registers),即使掉電也能保持數(shù)據(jù)不丟失。
( S  B6 ^$ R) U% }& c4 G$ k1 f6 p* P) \" T$ r3 b7 W
可以利用它們存儲一些關(guān)鍵參數(shù)或者狀態(tài)數(shù)據(jù),如系統(tǒng)配置、故障標志或計數(shù)器,避免反復存取閃存或者 EEPROM 提高耐用性。3 _1 c9 @. p3 T8 M; J
68 R1 ^4 g% W+ ?9 ~2 h+ f9 V4 {
延時技巧——定時器代替循環(huán)0 e. W  k; Y; d. r5 f* g+ Q
7 \; W4 w. m+ m# d/ b$ t% H3 _. d
MCU 編程中經(jīng)常需要一些精確的延時,常規(guī)方法是使用循環(huán)消耗 CPU 時間。
1 z, j$ `) @. t% r- l. N, c2 ~: ?7 g" b6 u# T: E  i5 J
但可以將定時器配置為定時中斷,實現(xiàn)“硬件級”延時。4 f. O8 j; K  y
- K( N: {; N; p1 }
通過改變定時器的預分頻或計數(shù)值,甚至可以在不同的延時需求間靈活切換,大幅降低忙等待的時間浪費。* B. E$ o: T9 h9 E6 f' F

9 |1 ~( o; \9 a這些方法中不少結(jié)合了硬件外設(shè)和系統(tǒng)資源的獨特特性,能大大提高程序效率和優(yōu)化硬件資源利用率。( h( S- B' r" a& H# T* B/ I9 I

9 q, ^9 {* s: J7 B# r/ @. vMCU 的樂趣就在于這種“軟硬結(jié)合”的玩法,玩得精妙,開發(fā)起來也就更有成就感。
6 q# ]3 f7 j, u' y- T
& L* q8 z$ g# H+ `# d- J1 c ! ^' c# F( C! D* s- [6 S$ M
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