2019年08月22日 | STM32——使用PWM+DMA实现脉冲发送精确控制

之前用stm32写过脉冲发送的代码，用来控制步进电机，但是缺点明显，之前是用定时器中断做的，所以一但控制的电机多起来，MCU资源占用就很大，这在大多数情况下是不可接受的，更不用说多轴联动了。

最近做的步进电机CAN总线控制系统，就想顺便重新写驱动。希望做到占用很少的MCU资源，实现脉冲发送的精确控制。既然是用来控制步进电机，那么脉冲的数量和频率一定要可控，要不然怎么实现电机的加减速曲线。于是就想到了DMA。

DMA （直接存储器访问）

DMA(Direct Memory Access，直接内存存取) 是所有现代电脑的重要特色，它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于 CPU 的大量中断负载。否则，CPU 需要从来源把每一片段的资料复制到暂存器，然后把它们再次写回到新的地方。在这个时间中，CPU 对于其他的工作来说就无法使用。(资料来自百度百科)

在记忆里，STM32的数据手册中有提到PWM有DMA触发的模式。那么这一次终于有用武之地了。

show me your code !!!

main.c

#include "delay.h"

#include "key.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "dma.h"

#include "timer.h"

#define size 100

extern u16 DMA1_MEM_LEN;

extern DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;  

u16 send_buf[size];

int main(void)

{

int i;

int feedback;

delay_init();

uart_init(115200);

KEY_Init();

DMA_Config(DMA1_Channel6, (u32)&TIM3->ARR, (u32)send_buf, size);

TIM3_PWM_Init(599,7199);

for(i = 0; i < size; ++i)

{

if(i != size - 1)

send_buf[i] = 100 + 10 * i;

else

send_buf[i] = 0;

}

DMA_Enable(DMA1_Channel6);

while(1)

{

feedback = DMA_send_feedback(DMA1_Channel6);

if(feedback != 0)

{

printf("-> ");

printf("%drn", DMA_send_feedback(DMA1_Channel6));

}

if(KEY_Scan(0) == 1)

{

DMA_Enable(DMA1_Channel6);

}

}

}

main.c中的send_buf[size]是控制信息的来源，你想要如何发送脉冲，全靠这个buffer

这是send_buf的数据组成，size 决定了发送脉冲的数量information决定了脉冲的频率。至于脉冲的脉宽，可以在timer.c中的初始化函数中修改。

dma.c

#include "dma.h"

extern u16 send_buf[100];

extern TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

u16 DMA1_MEM_LEN; /* 保存DMA每次数据传送的长度 */

/*

 *DMA1的各通道配置

 *这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改

 *从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式

 *DMA_CHx:DMA通道CHx

 *cpar:外设地址

 *cmar:存储器地址

 *cndtr:数据传输量

 */

void DMA_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr)

{

  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); /* 使能DMA钟源 */

delay_ms(5);

  DMA_DeInit(DMA_CHx);   /* 将DMA的通道1寄存器重设为缺省值 */

DMA1_MEM_LEN=cndtr;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  /* DMA外设基地址 */

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  /* DMA内存基地址 */

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  /* 数据传输方向，从内存读取发送到外设 */

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  /* DMA通道的DMA缓存的大小 */

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  /* 外设地址寄存器不变 */

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  /* 内存地址寄存器递增 */

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;  /* 数据宽度为16位 */

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; /* 数据宽度为16位 */

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  /* 工作在正常模式 */

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; /* DMA通道 x拥有中优先级 */

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  /* DMA通道x没有设置为内存到内存传输 */

DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); 

} 

/* 开启一次DMA传输 */

void DMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)

{

DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE );

TIM3->ARR = 2; /* 由于最后一项是0，所以在最后的时刻ARR会被清零，导致下一次启动无效。*/

  DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);

  DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  /* 使能TIM3 */

TIM3->EGR = 0x00000001; /* 由于最后一次ARR值为0，这是为了停止定时器对io口的操作，但是不要忽略了一点：CNT并没有停止计数，而且是不会再停下来，如果没有手动操作的话，所以需要在每次dma使能时加上一句，将EGR里的UG位置1，清零计数器 */

}   

/*

 *进度反馈，返回剩下的数据量

 */

u16 DMA_send_feedback(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx)

{

return DMA_CHx->CNDTR;

} 

dma.h

#ifndef __DMA_H

#define __DMA_H    

#include "sys.h"

#include "delay.h"

#include "dma.h"

#include "timer.h"

#include "usart.h"

#include "stm32f10x_dma.h"

void NVIC_Configuration(void);         

void DMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar,u16 cndtr);//配置DMA1_CHx

void DMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx);//使能DMA1_CHx

u16 DMA_send_feedback(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx);

void DMA1_Channel6_IRQHandler(void);

#endif

timer.c

#include "timer.h"

#include "led.h"

#include "usart.h"

 TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

/*

 *TIM3 PWM部分初始化 

 *PWM输出初始化

 *arr：自动重装值

 *psc：时钟预分频数

 */

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); /* 使能定时器3时钟 */

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  /* 使能GPIO外设 */   

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; /* TIM_CH1*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  /* 复用推挽输出 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/* 初始化GPIO */

   /* 初始化TIM3 */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /* 设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; /* 设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; /* 设置时钟分割:TDTS = Tck_tim */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  /*TIM向上计数模式 */

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); /* 根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 */

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; /* 选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1 */

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; /* 比较输出使能 */

//TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  /* 使能TIM3在CCR1上的预装载寄存器*/

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse= 100;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; /* 输出极性:TIM输出比较极性高 */

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  /* 根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC1 */

//TIM_DMACmd(TIM3, TIM_DMA_Update, ENABLE); /* 如果是要调节占空比就把这行去掉注释，然后注释掉下面那行，再把DMA通道6改为DMA通道3 */

TIM_DMACmd(TIM3, TIM_DMA_CC1, ENABLE);

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  /* 使能TIM3 */

}

timer.h

#ifndef __TIMER_H

#define __TIMER_H

#include "sys.h"

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);

#endif

看看运行效果

垃圾示波器，玩玩就好。。。。

篇幅限制，结果是最终将会发送100个脉冲，频率慢慢改变。但是在这个有一点需要提醒小伙伴们注意一下，send_buf的size并不是要多大有多大的，比较STM32的RAM有限，没办法一下子给你分配那么多空间，如果你强行分配的话，那么在编译过程中一定会报错，我在测试的时候，分配到3W+的时候已经差不多是极限了，但是这仅仅只是一个demo程序，在实际应用的时候不可能把RAM都给send_buf，所以如果想要发送大量的脉冲的话，比如我想发409600个脉冲给步进驱动器，那么我需要分多次发送。这部分我后面会继续做，有空会分享给小伙伴们。