STM32 DFSDM 输入模式全解析：并行 / 串行配置实战与误区规避

DFSDM（数字滤波器调制器）是 STM32 系列 MCU 的核心模拟外设，支持并行和串行两种输入模式 —— 并行模式适用于内部寄存器 / ADC 数据输入，串行模式适配外部 ΣΔ 调制器、PDM 麦克风等设备。本文基于 ST 官方文档 LAT1545（Rev 1.0），以 Nucleo-H723ZG 开发板为例，详细拆解两种模式的配置逻辑、测试步骤及常见误区，帮助开发者快速落地应用。

资料获取：开发经验 | LAT1545 DFSDM输入模式以及配置说明

1. DFSDM 核心架构简介

DFSDM 的核心是 “通道 + 滤波器” 的组合架构，关键特征如下：

• 输入通道：最多支持 8 个，可配置为并行或串行输入；
• 数字滤波器：共 4 个，支持 Sinc、FastSinc 等多种滤波类型，通道与滤波器可灵活映射（1 个通道可对应多个滤波器，实现多组参数处理）；
• 数据流程：外部 / 内部输入数据经通道传入滤波器，滤波后通过寄存器或 DMA 输出，支持数学处理、看门狗检测等扩展功能。

2. 并行输入模式：内部数据输入的两种场景

并行模式的核心是通过 16 位并行寄存器接收数据，适用于内部寄存器手动输入或内部 ADC 模块数据接入，配置重点是明确数据来源和通道 - 滤波器映射。

2.1 场景 1：数据来自内部寄存器（测试 / CPU 参与场景）

适用于算法验证、手动输入测试数据等场景，配置步骤如下：

（1）CubeMx 关键配置

1. 模式选择：DFSDM 模式设为「Parallel input」，选择目标通道（示例：Channel 0）；
2. 数据来源：通道参数中「Multiplexer」设为「Internal_CH」（数据取自内部寄存器）；
3. 滤波器配置：选择目标滤波器（示例：Filter 0），将 Channel 0 设为规则通道，启用连续模式；
4. 滤波参数：配置滤波器类型（如 FastSinc）、过采样率等（根据需求调整）。

（2）核心代码实现

// 1. 启动滤波器
HAL_DFSDM_FilterRegularStart(&hdfsdm1_filter0);

// 2. 手动写入数据到通道输入寄存器（示例：写入0x1200）
hdfsdm1_channel0.Instance->CHDATINR = 0x1200;

// 3. 等待滤波完成，读取结果（FLTRDATAR为24位结果，右移8位取有效数据）
if ((hdfsdm1_filter0.Instance->FLTISR & 0x02) == 0x02) {
  uint32_t Out_Value0_U24bit = (hdfsdm1_filter0.Instance->FLTRDATAR) >> 8;
}

2.2 场景 2：数据来自内部 ADC 模块（ADC-DFSDM 联动）

适用于 ADC 采样后需进一步滤波的场景，需注意 STM32H723 仅支持 ADC1/ADC2 与 DFSDM 联动（对应 DFSDM 通道 0/1），配置步骤如下：

（1）CubeMx 关键配置

1. DFSDM 配置：Channel 1 设为并行输入，「Multiplexer」设为「Internal_CH1」（对应 ADC2）；
2. ADC 配置：ADC2 设为「DFSDM Mode」，指定采样通道（示例：ADC2_INP18），复用 DAC1_OUT1 用于数据输入测试；
3. 滤波器配置：Filter 1 绑定 Channel 1，启用连续模式，配置滤波参数。

（2）核心代码实现

// 1. 启动DFSDM滤波器1
HAL_DFSDM_FilterRegularStart(&hdfsdm1_filter1);

// 2. 配置DAC输出测试数据（动态调整输入）
HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_L, DAC_VALUE);
HAL_DAC_Start(&hdac1, DAC_CHANNEL_1);

// 3. 启动ADC2转换，数据自动传入DFSDM Channel 1
HAL_ADC_Start(&hadc2);

// 4. 读取滤波结果
if ((hdfsdm1_filter1.Instance->FLTISR & 0x02) == 0x02) {
  uint32_t Out_Value1_U24bit = (hdfsdm1_filter1.Instance->FLTRDATAR) >> 8;
}

2.3 并行模式关键注意事项

• 通道 - 滤波器映射：8 个通道可灵活绑定 4 个滤波器，支持 1 个通道对应多个滤波器（实现多组滤波参数处理）；
• 数据打包模式：来自 ADC 的数据无需配置 DATPACK 参数（参考手册明确该参数无效）；
• 误区规避：参考手册描述 “ADC8 填充 DFSDM_CHDATIN7R” 易误导，实际 STM32H723 仅 ADC1/2 支持联动，对应 DFSDM 通道 0/1。

3. 串行输入模式：外部设备数据接入（主流场景）

串行模式是 DFSDM 的核心应用场景，支持 SPI、曼彻斯特协议及 PDM 信号，适用于外部 ΣΔ 调制器、PDM 麦克风等设备，以下以 SPI 模式为例说明配置流程。

3.1 CubeMx 关键配置

1. 模式选择：目标通道（示例：Channel 4）设为「PDM/SPI input from ch4 and external clock」；
2. 串行参数：选择协议类型（示例：SPI with rising edge）、偏移量、位移位等；
3. 滤波器配置：Filter 2 绑定 Channel 4，设为注入模式，外部触发源选择 TIM4_TRGO（上升沿触发）；
4. 触发配置：TIM4 设为内部时钟，配置触发频率，TRGO 事件设为更新事件。

3.2 核心代码实现

// 1. 启动DFSDM滤波器2（注入模式）
HAL_DFSDM_FilterInjectedStart(&hdfsdm1_filter2);

// 2. 启动TIM4，提供触发信号
HAL_TIM_Base_Start(&htim4);

// 3. 外部信号接入：将ΣΔ调制器/PDM麦克风的CLK/DATA接入DFSDM_CKIN4/DFSDM_DATIN4
// （测试场景：可用IO翻转或SPI时钟模拟外部时钟信号）

// 4. 等待滤波完成，读取注入组结果
while ((hdfsdm1_filter2.Instance->FLTISR & 0x01) == 0x00);
uint32_t Out_Value2_24bit = (hdfsdm1_filter2.Instance->FLTIJDATAR) >> 8;

3.3 串行模式关键注意事项

• 信号要求：需接入两路信号（CLK 时钟 + DATA 数据），时钟沿需与配置的采样沿一致；
• 协议兼容性：支持大多数 ΣΔ 调制器和 PDM 麦克风，可通过配置采样沿、过采样率适配不同设备；
• 测试技巧：无外部设备时，可通过 GPIO 翻转模拟时钟信号，验证滤波器是否正常工作。

4. 常见误区与避坑指南

1. 通道 - ADC 对应误区：参考手册 “ADCy+1 对应 DFSDM 通道 y” 仅为通用描述，STM32H723 实际仅 ADC1/2 支持联动，对应 DFSDM 通道 0/1，其余通道无 ADC 并行输入；
2. 滤波器资源限制：DFSDM 仅 4 个滤波器，需合理分配通道映射，避免资源冲突；
3. 数据读取时机：需通过 FLTISR 寄存器的标志位（规则组 0x02、注入组 0x01）判断滤波完成，避免读取无效数据；
4. 并行模式数据来源：内部寄存器输入适用于测试，ADC 输入适用于实际采样场景，不可混淆配置。

DFSDM 的并行模式聚焦内部数据处理，配置简单灵活；串行模式面向外部设备，是实际应用的主流选择。核心配置逻辑可总结为 “明确数据来源→绑定通道 - 滤波器→配置触发 / 滤波参数→读取结果”，关键是避开 ADC 通道对应、滤波器资源等误区。