STM32F1使用TIM-OC+DMA 做任意频率数量可控的脉冲控制

CreateTree · 发表于 2023-5-16 12:16:59

本帖最后由 CreateTree 于 2023-5-16 12:33 编辑

新人第一次发帖，如有不妥请批评指正。

我想使用定时器的输出比较和DMA做时间和数量可控的脉冲，基于HAL库，以下是我的思路:

CubeMX配置:

定时器

另外中断和DMA配置:

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代码思路

创建一个大小为N的DMA缓存BUF用来给DMA运到捕获/比较寄存器CCRx，由于定时器是到达比较值就翻转所以一次DMA的最大输出脉冲数为N/2；
清空TIM的计数值CNT，设置第一个比较值BUF[0]到CCRx寄存器(当定时器CNT等于BUF[0]，发生第一次DMA传输)；
使用 HAL_TIM_OC_Start_DMA(htimx, channel, BUF[1], N-1) 来启动DMA并开启定时器；
DMA传输完成后进入DMA传输完成中断(此时最后一个比较值还没触发，DMA只是搬运到CCRx，计数值CNT还没等于CCRx)，通过开启定时器的捕获/比较通道的中断TIM_IT_CCx使得最后一次比较完成时也就是CNT=CCRx=BUF[N]时再次中断，在这个中断里关闭捕获/比较通道的中断再使用HAL_TIM_OC_Stop_DMA(htimx, channel)关闭DMA传输，如果脉冲数超过N/2可以继续重复步骤(3)开启DMA传输数据；

代码实现

这个函数用来开始一次DMA传输和定时器

StepperDriverState_t StepperDriverMoveSteps(stepperDriver_t *hsd, long steps)
{
StepperAssert(hsd);
if (StepperDriverGetEnableStatus(hsd) == 0) return STEPPER_DRIVER_ERROR;
if (hsd->curStep > 0) return STEPPER_DRIVER_BUSY;
/* 方向处理 */
if (steps > 0)
{
StepperDriverSetDir(hsd, 1);
hsd->curStep = steps;
hsd->curDir = 1;
}
else if (steps < 0)
{
StepperDriverSetDir(hsd, -1);
hsd->curStep = -steps;
hsd->curDir = -1;
}
else return STEPPER_DRIVER_ERROR;
/* 脉冲数计算 */
StepperLog("channel:%d, startStep:%d\n", hsd->stepCtrl.channel, steps);
if (hsd->curStep*2 > STEPPER_DATAMAP_SIZE) /* 超过DMA缓存的部分存起来,分段多次传输 */
{
hsd->planStep = hsd->curStep - STEPPER_DATAMAP_SIZE/2;
hsd->curStep = STEPPER_DATAMAP_SIZE/2;
}
/* 定时器设置 */
__HAL_TIM_SET_COUNTER(hsd->stepCtrl.htim, 0);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(hsd->stepCtrl.htim, hsd->stepCtrl.channel, hsd->stepMap[0]);
PinDEBUG2(1);
HAL_TIM_OC_Start_DMA(hsd->stepCtrl.htim,
hsd->stepCtrl.channel,
(uint32_t*)&hsd->stepMap[1],
hsd->curStep*2-1);
LOG_DBG(LOGTAG, "Pulse start :Cnt%d, CMP:%d\n",hsd->stepCtrl.htim->Instance->CNT, hsd->stepCtrl.htim->Instance->CCR1);
return STEPPER_DRIVER_OK;
}

复制代码

在中断中的处理

void StepperDriverPulseFinishedCallback(stepperDriver_t *hsd, TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim != hsd->stepCtrl.htim)
return;
PinDEBUG1(1);//Debug1引脚设置高电平,表示进入中断
if (__HAL_TIM_GET_ITSTATUS(htim, timitIndex[hsd->stepCtrl.channel>>2]) == RESET)
{
//DMA传输完成，第一次中断进入到这里
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, timitIndex[hsd->stepCtrl.channel>>2]);
hsd->endPulse = 1; //开启了捕获/比较中断,定时器中断马上调用了一次回调,使用标志位跳过
PinDEBUG1(0); //Debug1引脚设置低电平,表示退出中断
return;
}
if (hsd->endPulse == 1)
{
//跳过因开启中断而导致立即进入的中断
hsd->endPulse = 0;
#if 0 //解决起始输输出高电平的临时方案
// 如果定时器在启动时是低电平,因为传输奇数个数据这里应该是高电平
if (hsd->stepCtrl.gpio->IDR & hsd->stepCtrl.pinBit != hsd->stepCtrl.pinBit)
{
LOGS("DMA Cplt , Voltage is Low\n");
goto end; //低电平直接结束输出
}
else
{
LOGS("Waiting Next OC IT\n");
}
#endif
PinDEBUG1(0); //Debug1引脚设置低电平,表示退出中断
return;
}
//最后一个输出比较结束，第三次进入回调
end:
PinDEBUG2(0); //debug2引脚设置低电平,高电平的持续时间就是本次定时器脉冲的总时长
__HAL_TIM_DISABLE_IT(htim, timitIndex[hsd->stepCtrl.channel>>2]);
HAL_TIM_OC_Stop_DMA(hsd->stepCtrl.htim, hsd->stepCtrl.channel);
hsd->stepCnt += hsd->curStep*hsd->curDir; // 计算累计步数
if (hsd->planStep > 0) //还有计划的步数没走完
{
if (hsd->planStep*2 > STEPPER_DATAMAP_SIZE)
{
hsd->planStep -= STEPPER_DATAMAP_SIZE/2;
hsd->curStep = STEPPER_DATAMAP_SIZE/2;
}
else
{
hsd->curStep = hsd->planStep;
hsd->planStep = 0;
}
__HAL_TIM_SET_COUNTER(hsd->stepCtrl.htim, 0);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(hsd->stepCtrl.htim, hsd->stepCtrl.channel, hsd->stepMap[0]);
PinDEBUG2(1); //debug2引脚高电平代表开始DMA和定时器
HAL_TIM_OC_Start_DMA(hsd->stepCtrl.htim,
hsd->stepCtrl.channel,
(uint32_t*)&hsd->stepMap[1],
hsd->curStep*2-1);
}
else
{
StepperLog("channel:%d stepCnt:%lld\n",hsd->stepCtrl.channel, hsd->stepCnt);
hsd->planStep = 0;
hsd->curStep = 0;
hsd->curDir = 0;
}
PinDEBUG1(0); //Debug1引脚设置低电平,表示退出中断
}

复制代码

测试

发生100个脉冲测试

第一个红框

第二个红框

第三个红框

现象:

脉冲数是100个，分为两段，一共翻转了200次
脉冲的数量和顺序都是对的
定时器开始时是低电平

经过了多次验证代码是没有问题的......

直到我编写并使用停止当前输出脉冲后就开始出现问题了

void StepperDriverStopMove(stepperDriver_t *hsd)
{
uint16_t waitStep;
if (hsd->endPulse == 1 || hsd->curStep == 0) return;
HAL_TIM_OC_Stop_DMA(hsd->stepCtrl.htim, hsd->stepCtrl.channel);
waitStep = (__HAL_DMA_GET_COUNTER(hsd->stepCtrl.htim->hdma[dmaIndex[hsd->stepCtrl.channel>>2]])+1)/2;
if(waitStep && hsd->curStep) //DMA还有数据等待传输，当前计划的脉冲不为零
{
hsd->stepCnt += (hsd->curStep - waitStep)*hsd->curDir; //计算累计脉冲数
hsd->planStep = 0; //清空未完成的计划
hsd->curDir = 0;
hsd->curStep = 0;
StepperLog("stepper stop pos:%lld,wait:%d\n", hsd->stepCnt,waitStep);
}
}