裸机开发的核心技术：轮询、中断与DMA

一、裸机开发的核心技术：轮询、中断与DMA

1. 轮询（Polling）

• 定义：程序主动、周期性地检查硬件状态或数据。
• 应用场景：适用于简单、实时性要求不高的任务。
• 示例：

  C

  while (1) { if (GPIO_ReadPin(SENSOR_PIN) == HIGH) { handle_sensor_data(); } delay(100); // 防止CPU过度占用 }

• 优点：实现简单，无需复杂硬件支持。
• 缺点：CPU资源浪费，实时性差。

2. 中断（Interrupt）

• 定义：硬件事件触发异步响应，打断当前程序执行。
• 应用场景：高实时性任务（如紧急停止、传感器报警）。
• 示例：

  C

  void EXTI_IRQHandler() { if (EXTI_GetFlag(SENSOR_PIN)) { handle_emergency(); // 立即处理紧急事件 EXTI_ClearFlag(SENSOR_PIN); } }

• 优点：实时性强，节省CPU资源。
• 缺点：需要硬件支持，中断嵌套可能复杂。

3. DMA（Direct Memory Access）

• 定义：硬件模块直接管理数据传输，无需CPU介入。
• 应用场景：高效传输大量数据（如ADC采集、SPI通信）。
• 示例：

  C

  // 配置DMA将ADC数据自动传输到内存 HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, adc_buffer, BUFFER_SIZE);

• 优点：释放CPU资源，提升系统效率。
• 缺点：配置复杂，需硬件支持。

4. 三者的协同作用

• 典型工作流程：
  1. 中断响应紧急事件（如传感器报警）。
  2. DMA自动搬运数据（如摄像头图像传输）。
  3. 轮询处理非实时任务（如周期性状态检测）。
• 示例系统：
  • 温度监控系统中，中断处理过温报警，DMA传输传感器数据，轮询更新显示屏。