STM32F103 CubeMax HAL 库开发,使用TIM定时器和DMA输出PWM方波。采坑日记 |
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STM32F103 CubeMax HAL 库开发,使用TIM定时器和DMA输出PWM方波
问题描述使用阻塞方式和DMA方式开启PWM的区别简短结论具体分析
CubeMax配置首先是CubeMax里面的常规配置TIM DMA配置生成工程
KEIL文件撰写观察实验现象工程修改工程修改内容观察现象
appendix
问题描述
我是用的芯片是STM32F103C8T6,其他F103系列的芯片也是一样的。使用CubeMax,并使用HAL库函数对硬件进行驱动。 目标是使用TIM定时器的DMA方式,输出PWM方波。 使用阻塞方式和DMA方式开启PWM的区别 简短结论先说结论: 如果只是用TIM输出固定占空比的PWM方波,那么阻塞方式和DMA方式其实没有区别。 如果需要输出可变占空比的PWM方波(比如呼吸灯就需要输出可变占空比的方波),那么DMA方式可以减少CPU的负担,推荐使用,无需像阻塞方式一样在主函数的while(1)中改变占空比。 具体分析从stm32f1xx_hal_tim.h这个头文件中可以看见如下代码片,前四个函数是使用HAL库对TIM进行初始化的函数。 后6个是PWM方波开启的函数,这说明PWM方波的开启有三种方式,分别是阻塞、中断和DMA,其中中断模式我没用过,这里只讨论阻塞和DMA两种模式。 /** @addtogroup TIM_Exported_Functions_Group3 TIM PWM functions * @brief TIM PWM functions * @{ */ /* Timer PWM functions ********************************************************/ HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim); HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_DeInit(TIM_HandleTypeDef *htim); void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim); void HAL_TIM_PWM_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef *htim); /* Blocking mode: Polling */ HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel); HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Stop(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel); /* Non-Blocking mode: Interrupt */ HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel); HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Stop_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel); /* Non-Blocking mode: DMA */ HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start_DMA(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel, uint32_t *pData, uint16_t Length); HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);我们先来看下网上别人写的呼吸灯的例程(因为呼吸灯需要可变占空比的PWM方波)。 这个例程使用的是阻塞的方式来使能TIM,并且在主函数中更改占空比,以此达到通过不同占空比的方波来实现呼吸灯。
但是如果使用DMA的方式,DMA就会帮你自动完成更改占空比这一项工作,那么主循环里面就可以空出来干别的事情了。 不过,如果不需要更改占空比,只是使用固定占空比的PWM方波,那么阻塞和DMA的方式都是使用一条语句来使能TIM,那两种方式就没有区别了。 CubeMax配置 首先是CubeMax里面的常规配置debug设置: 我这里使用的是TIM1的CH1,进行PWM方波输出,然后分频因子和ARR寄存器分别是7200-1和10000-1,这样输出的就是1HZ的方波。
在使用CubeMax生成工程文件后,我们在KEIL文件中打开,进行修改。 首先定义一下使用DMA传输的文件长度 // NUM是需要通过dma传输的数据长度 #define NUM 10然后定义占空比 // 这个Sendbuf就是占空比 占空比的值除以ARR寄存器的值,即为我们常说的占空比 uint32_t SendBuf[NUM] = {0};在main函数中(while之前)将占空比的值进行赋值(由于我设置的ARR寄存器的值是10000,那么占空比是1000的时候,占空比就是1000/10000=10%,以此类推)。这样赋值就是希望输出占空比从10%-100%的10个方波。 SendBuf[0] = 1000; for(int i=1;i HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_1); }整个main.c文件中的代码见文末附录 观察实验现象将程序烧录,观察实验现象。
首先将如图所示的占空比改为0。 为什么要改为0?我的理解是,最开始的一个方波,单片机默认输出的是这里设置的占空比,而非我们设置的SendBuf。 可以看到,这次最开始没有占比50%的方波,而且也能循环输出,但是在两次波形之间(从100%到10%占空比)存在问题,这是怎么回事呢? 如果有知道的可以在评论区讨论哈。 appendix /* USER CODE BEGIN Header */ /** ****************************************************************************** * @file : main.c * @brief : Main program body ****************************************************************************** * @attention * * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics. * All rights reserved. * * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file * in the root directory of this software component. * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS. * ****************************************************************************** */ /* USER CODE END Header */ /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" #include "dma.h" #include "tim.h" #include "gpio.h" /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ /* USER CODE END PTD */ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ /* USER CODE END PD */ /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PM */ // NUM是需要通过dma传输的数据长度 #define NUM 10 /* USER CODE END PM */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PV */ // 这个Sendbuf就是占空比 占空比的值除以ARR寄存器的值,即为我们常说的占空比 uint32_t SendBuf[NUM] = {0}; /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ /* USER CODE END PFP */ /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ /* USER CODE END 0 */ /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_DMA_Init(); MX_TIM1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ SendBuf[0] = 1000; for(int i=1;i /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /* USER CODE BEGIN 4 */ // PWM DMA 完成回调函数,当一次DMA传输完成之后(即SendBuf里面所有内容传输完成之后),dma中断会处理这个回调 // 如果要一直有pwm波,就注释掉这个回调,并且在CUBEmax中将dma mode 设置为 circular void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_1); } /* USER CODE END 4 */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ __disable_irq(); while (1) { } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ |
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