DMA方式控制PWM脉冲数量、频率、占空比,用于步进、伺服.....

2019-12-13 18:32发布

本帖最后由 爱则倾心 于 2016-3-30 18:09 编辑

关键词:STM32、CubeMX、DMA、TIM、PWM、伺服电机控制
1、关于ST的CubeMX,目前来说,让人又爱又恨,恨比爱多。一是从标准库转用Cube库比较费劲,二是ST不在更新标准库,新出的片子只能用Cube库或直接玩寄存器,三是目前来说Cbue里面到处都是地雷.....
2、项目开始前从网上查了一些精确产生PWM脉冲个数的方法,引述如下:
     1)外部再弄个IO口接到PWM脚上,用外部中断的办法,单独来计数。此办法可行,但非常不科学,并且浪费资源。   
     2)使用定时器,使用一个和PWM频率一致的定时器,使用定时器中断来计数。此方法比第一种办法好了很多,但是仍然感觉比较笨,并且单片机会频繁的进中断......
     3)利用定时器内部互联,一个定时器的给另一个定时器提供时钟,主从模式,一个PWM输出脉冲给另一个定时提供时钟,每来一个脉冲,计数器值+1,当+到指定个数后,产生一次中断,然后关闭PWM输出。此方法还是浪费资源,且多路电机控制需                     要产生多路频率不同、个数不同的脉冲时就不能满足要求了。
     4)使用DMA来控制发送的脉冲数,最大可以65535个,如果想使用不同频率和脉宽,可以设置不同的装载值,如果你发送的脉冲数超过65535个,则可以使用DMA传输完成中断中切换DMA传输的数据起始地址及发送数量,继续发送。这个方法即方便,又减轻CPU的负担,可以同时驱动多个电机工作,还可以根据电机的启动-运行-停止使用不同的频率。
3、上数第4)种方法甚好,只是没有大神们没能具体说明如何实现,根据项目需要,选定第4)种方式实现多路、不同频率、不同脉宽、数量精确可控的PWM波。项目仍在开展中,时间有限,本帖今天起开始说说第4)方式的具体实现方法。
4、硬件平台:STM32L476G-DISCO,TIM2、CH1、PA0、DMA1,软件平台:STM32CubeMX+MDK V5.15。
5、软件实现步骤及关键点说明......回家了,待续......
5.1、使用Cube MX---->new project---->选择单片机型号---->选择TIM2的时钟源、通道及模式
CUBE_GENERATOR.jpg (32.61 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2016-3-30 18:07 上传
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76条回答
爱则倾心
2019-12-13 22:07
爱则倾心 发表于 2016-3-31 12:49
5.2  看看Cube为我们做了哪些工作
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* MCU Configuration-------------------- ...

5.3 需要另外做的工作

初始化后,调用如下两个函数,重点说说如下两个函数。
HAL_TIM_DMABurst_WriteStart(&htim2, TIM_DMABASE_ARR, TIM_DMA_UPDATE,
                              (uint32_t*)aSRC_Buffer, TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFERS);
//函数1,用来配置要传送的目标外设寄存器起始地址,这里配置为:TIM_DMABASE_ARR,即从自动重加载寄存器开始写,产生DMA请求的事件配置为:TIM_DMA_UPDATE  即定时器更新事件产生DMA请求,接下来是要传送的源数据起始地址,设置成要发送的数据数组的首地址,然后是DMA连续传输的数据长度,配置为TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFERS,即连续传输三组寄存器的值,可以理解为一次定时器一次DMA请求,DMA进行三次数据传输,分别写给了TIM_DMABASE_ARR起的三组寄存器。
   
        HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);        //使能比较匹配输出通道,使能定时器               

看看第一个函数的原型及内部调用函数:
/**
  * @brief  Configure the DMA Burst to transfer Data from the memory to the TIM peripheral
  * @param  htim: TIM handle
  * @param  BurstBaseAddress: TIM Base address from when the DMA will starts the Data write
  *         This parameters can be on of the following values:
  *            @arg TIM_DMABASE_CR1
  *            @arg TIM_DMABASE_CR2
  *            @arg TIM_DMABASE_SMCR
  *            @arg TIM_DMABASE_DIER
  *            @arg TIM_DMABASE_SR
  *            @arg TIM_DMABASE_EGR
  *            @arg TIM_DMABASE_CCMR1
  *            @arg TIM_DMABASE_CCMR2
  *            @arg TIM_DMABASE_CCER
  *            @arg TIM_DMABASE_CNT
  *            @arg TIM_DMABASE_PSC
  *            @arg TIM_DMABASE_ARR
  *            @arg TIM_DMABASE_RCR
  *            @arg TIM_DMABASE_CCR1
  *            @arg TIM_DMABASE_CCR2
  *            @arg TIM_DMABASE_CCR3
  *            @arg TIM_DMABASE_CCR4
  *            @arg TIM_DMABASE_BDTR
  *            @arg TIM_DMABASE_DCR
  * @param  BurstRequestSrc: TIM DMA Request sources
  *         This parameters can be on of the following values:
  *            @arg TIM_DMA_UPDATE: TIM update Interrupt source
  *            @arg TIM_DMA_CC1: TIM Capture Compare 1 DMA source
  *            @arg TIM_DMA_CC2: TIM Capture Compare 2 DMA source
  *            @arg TIM_DMA_CC3: TIM Capture Compare 3 DMA source
  *            @arg TIM_DMA_CC4: TIM Capture Compare 4 DMA source
  *            @arg TIM_DMA_COM: TIM Commutation DMA source
  *            @arg TIM_DMA_TRIGGER: TIM Trigger DMA source
  * @param  BurstBuffer: The Buffer address.
  * @param  BurstLength: DMA Burst length. This parameter can be one value
  *         between: TIM_DMABurstLength_1Transfer and TIM_DMABurstLength_18Transfers.
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_DMABurst_WriteStart(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t BurstBaseAddress, uint32_t BurstRequestSrc,
                                              uint32_t* BurstBuffer, uint32_t  BurstLength)//,uint16_t  Bursttimes
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_TIM_DMABURST_INSTANCE(htim->Instance));
  assert_param(IS_TIM_DMA_BASE(BurstBaseAddress));
  assert_param(IS_TIM_DMA_SOURCE(BurstRequestSrc));
  assert_param(IS_TIM_DMA_LENGTH(BurstLength));

  if((htim->State == HAL_TIM_STATE_BUSY))
  {
     return HAL_BUSY;
  }
  else if((htim->State == HAL_TIM_STATE_READY))
  {
    if((BurstBuffer == 0 ) && (BurstLength > 0))
    {
      return HAL_ERROR;
    }
    else
    {
      htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
    }
  }
  switch(BurstRequestSrc)
  {
    case TIM_DMA_UPDATE:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE]->XferCpltCallback = TIM_DMAPeriodElapsedCplt;   

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */                                                                          //用来设置传输的源地址、目标地址、DMA传送次数及中断
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);//Bursttimes
    }
    break;
    case TIM_DMA_CC1:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC1]->XferCpltCallback =  TIM_DMADelayPulseCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC1]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC1], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    case TIM_DMA_CC2:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC2]->XferCpltCallback =  TIM_DMADelayPulseCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC2]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC2], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    case TIM_DMA_CC3:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC3]->XferCpltCallback =  TIM_DMADelayPulseCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC3]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC3], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    case TIM_DMA_CC4:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC4]->XferCpltCallback =  TIM_DMADelayPulseCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC4]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC4], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    case TIM_DMA_COM:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_COMMUTATION]->XferCpltCallback =  TIMEx_DMACommutationCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_COMMUTATION]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_COMMUTATION], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    case TIM_DMA_TRIGGER:
    {
      /* Set the DMA Period elapsed callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_TRIGGER]->XferCpltCallback = TIM_DMATriggerCplt;

      /* Set the DMA error callback */
      htim->hdma[TIM_DMA_ID_TRIGGER]->XferErrorCallback = TIM_DMAError ;

      /* Enable the DMA channel */
      HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_TRIGGER], (uint32_t)BurstBuffer, (uint32_t)&htim->Instance->DMAR, ((BurstLength) >> 8) + 1);
    }
    break;
    default:
    break;
  }
   /* configure the DMA Burst Mode */
   htim->Instance->DCR = BurstBaseAddress | BurstLength;//这里设置的是DBL和DBA

   /* Enable the TIM DMA Request */
   __HAL_TIM_ENABLE_DMA(htim, BurstRequestSrc);

   htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}
此函数中,只有第一个case语句及函数最后几句对我们有用。先看一个case语句中的调用函数

/**
  * @brief  Start the DMA Transfer with interrupt enabled.
  * @param  hdma: pointer to a DMA_HandleTypeDef structure that contains
  *               the configuration information for the specified DMA Channel.
  * @param  SrcAddress: The source memory Buffer address
  * @param  DstAddress: The destination memory Buffer address
  * @param  DataLength: The length of data to be transferred from source to destination
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start_IT(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress, uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength)
{
  /* Process locked */
  __HAL_LOCK(hdma);

  /* Change DMA peripheral state */
  hdma->State = HAL_DMA_STATE_BUSY;

   /* Check the parameters */
  assert_param(IS_DMA_BUFFER_SIZE(DataLength));

  /* Disable the peripheral */
  __HAL_DMA_DISABLE(hdma);

  /* Configure the source, destination address and the data length */
  DMA_SetConfig(hdma, SrcAddress, DstAddress, DataLength);//设置源地址、目标地址、DMA传输次数
  /* Enable the transfer complete interrupt */
  /* Enable the Half transfer complete interrupt */
  /* Enable the transfer Error interrupt */
  __HAL_DMA_ENABLE_IT(hdma, DMA_IT_TC);// | DMA_IT_HT | DMA_IT_TE  只开DMA传输完成中断,不开半传输中断及错误中断

   /* Enable the Peripheral */
  __HAL_DMA_ENABLE(hdma);

  return HAL_OK;
}
其中函数:
  /* Configure the source, destination address and the data length */
  DMA_SetConfig(hdma, SrcAddress, DstAddress, DataLength);//设置源地址、目标地址、DMA传输次数,这里有两个比较难以理解的寄存器,TIMx_DMAR和TIMx_DCR,不要去看TIM2的寄存器,去看TIM1的对应寄存器,应为后者讲的更详细些,数据手册如下:

5.jpg (52.23 KB, 下载次数: 0)

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2016-4-1 16:53 上传


有成果了吧..........

本着求真、务实、讲科学的态度,还要进行验证测试



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