1.问题背景
客户需要 MCU 输出一组变频的 PWM 波形来控制外围器件,并且不同频率脉冲的个数也不同。STM32U5 芯片拥有 TIM1/TIM8 高级定时器,还有通用定时器TIM2/TIM3/TIM4/TIM5 以及 TIM15/TIM16/TIM17。
TIM 模块中,可通过修改 ARR 寄存器的值来修改 PWM 的频率。如果使用 TIM1/TIM8 或者 TIM15/TIM16/TIM17,则可以通过修改 RCR 与 CCR 寄存器,来控制脉冲个数及占空比。由于要同时修改多个 TIM 寄存器,需要使用 TIM 的 DMA burst 功能来实现此需求。
2.TIM DMA burst
STM32 片内部分 TIMER 在产生单个定时器事件情况下可以基于特定硬件机制触发多个 DMA 请求,这样产生多个连续的 DMA 传输来实现对多个 TIMER 寄存器的批量访问。
这就是所谓的 TIM DMA burst 功能,这里有两个专用寄存器:
TIMx_DCR :DBSS : 触发 DMA burst 的事件源DBL : DMA burst 传输个数 DBA : DMA burst 传输的 TIM 寄存器基地址索引
TIMx_DMAR :TIM DMA Burst 时,DMA 访问此寄存
3.产生 PWM
本文使用 TIM1 来产生 PWM,在 U575 NECLEO 板上测试,MCU 主频为 100MHz。
使用两个频率分别对应 TIM 寄存器组的值如下:ARR/ RCR/ CCR1
uint32_t pulse1[3] = {1000, 2, 500} ;
uint32_t pulse2[3] = {5000, 1, 2500} ;
即输出 3 个 pulse1 的脉冲后,再输出 2 个 pulse2 脉冲,这样交替输出。
3.1.1. TIM1 配置
TIM1 配置如下,使能寄存器预装载功能。
3.1.2. GPDMA 配置
使用 GPDMA 通道 12 的 linked list 模式,并配置为循环模式:
Linked List 配置中,创建一个 list queue,并添加两个 list node,选择 GPDMA 来执行此 list queue,同样配置为循环模式,指定循环起始节点为 TN1,如下图。
Linked List 节点配置中,使用 TIM1 update 事件来产生 DMA 请求,指定 DMA 目的地址为 TIMx_DMAR 寄存器,源地址为 pulse1 数组地址。TN2 只需将 pulse1 修改为 pulse2即可。
3.1.3. TIM DMA burst
在 CubeMX 生成代码后,添加以下代码,将 TIM 与 DMA 通道绑定,并配置TIMx_DCR 寄存器:
3.1.4. 测试结果
测试结果如下图,可以看到两个频率的 PWM 波形交替输出,且脉冲个数也符合需求:
本篇工程师笔记主要通过在TIM 模块中,修改 ARR 寄存器的值来修改 PWM 的频率满足客户需要 MCU 输出一组变频的 PWM 波形控制外围器件的需求。