STM32CubeMX和HAL库踩坑记——DMA+TIM输出比较模式

hyh80227 · 发表于 2019-8-7 11:39:08

这篇文章是我CSDN写的一篇博客，拿到到此供大家学习
原文链接：https://blog.csdn.net/hyh80227/article/details/98483992

目的：让单片机输出一段可调频率的脉冲，用于驱动步进电机。
方案：1、使用定时器溢出中断，定时中断一次，在中断通过判断来翻转IO口。
优点：实现比较简单，对硬件要求不高。
缺点：不适合高速脉冲输出，而且脉冲分辨率也很低。
   2、使用PWM模式，通过改变ARR的值来改变脉冲周期，从而控制IO口反转。
      优点：可以输出高速的脉冲。
      缺点：一个定时器只能输出一路脉冲，脉冲数量不可设置。
   3、使用定时器的输出比较模式，设置输出比较匹配时翻转IO口，并开启输出比较中断，
     在中断中装载下一次比较值。
     优点：可以输出高速脉冲，并且脉冲数量控制。
     缺点：进入中断频繁，增加CPU负担。
   4、使用定时器的输出比较模式，设置输出比较匹配时翻转IO口，不开启输出比较中断，
     开启DMA模式。
     优点：可以输出高速脉冲，并且脉冲数量控制。
     缺点：需要预装载脉冲频率的值，占用空间多。
结论：由于本次需要多个步进电机同时工作，并且步进电机需要加减速启动，电机转动的圈数不多。决定使用方案4。

*我搞这个模式搞了三天，今天终于把这坑踩平了，把这点经验分享给大家，避免重复踩坑。
*网上百度找了好久，稀稀疏疏就一两篇文章有用到这个模式的，而且还不是HAL库的，这个模式对于高速脉冲的输出真的是好用。
好了，直接上配置和代码，以及需要避坑的地方。

# 1、CubeMX配置
##  1.1 基本设置

1、先开始进行时钟配置，如上图，一般选用外部晶振

2、配置下载方式，Serial Wire就是SWD下载

3、配置定时器，我现在只需要通道2的比较输出模式，如图配置，其他模式看简介。
## 1.2时钟配置

我是用的是STM32F103的芯片，系统时钟最高72MHZ，所以如图配置。
## 1.3 具体配置
1、用到定时器肯定要配置定时器，这里的配置是：72分频，向上计数，计数最大值65536，通道2的输出比较模式要反转IO口。

2、DMA配置如图所示，这里不用循环模式，用半字传输，因为定时器是十六位的，CR2寄存器也是十六位的，存储器的地址需要递增，而外设地址不需要地址。

3、最后配置NVIC，这个版本的CubeMX是强制配置DMA中断的，因为用DMA传输数据，所以定时器输出比较中断不需要配置。

# 2 代码
## 2.1使能
首先需要一个数组，然后往数组里面放数据，这个就是输出比较模式里CR2设置的值。第一个数为200，
第二个为400，第三个为800，第四个为1400，看出规律没有。

**第一个坑来了
程序运行完这些就使能定时器和DMA吧，刚开始我是这样写的

其实是可以的，后来点进去第一个函数HAL_TIM_OC_Start_DMA看看，发现里面有这么一段。

就知道第二个函数在第一个函数里面已经调用了，重复调用浪费时间。

## 2.2调试
既然开启了自动装载，那就仿真看看CR2的值是不是真的在改变吧。（当时我们公司没有示波器和逻辑分析仪这些东西）
**第二个坑报道
然后发现，一开始全速运行，CR2的值就马上变成这样子。。。

我在想，应该能看到变化才对，我想，是不是频率太快了，然后就把数组增大，使用6400个数据，大致算了下也要几秒钟的时间，后来仿真一看还是直接变成最后那个值。
后来各种搞，各种不行。今天上班来问隔壁公司借个示波器测测，一看，波形很对。上波形。

第二张波形图可以看到，后面还有无数个波形，而且波形比较大，这个是因为定时器一直没有关闭，所以这个脉冲周期就是定时器溢出周期的两倍（不知道为什么是两倍的同学看看比较输出模式的IO口翻转功能）。

## 2.3中断回调函数
第三个坑，神坑

因为DMA中断已经开启了，在是stm32f1xx_it.c函数里面有这些中断函数，找到这个定时器CH2的DMA中断函数。

然后我小心翼翼地点了进去，然后找回调函数

当时我惊呆了，hdma->XferCpltCallback(hdma);这个是啥玩意，点进去看居然是这样的。

这个写的是DMA传输完成中断回调函数，但是这玩意咋用，学了C语言这么多年，没见过能在结构体里面定义函数的。。。
不知道就百度吧，百度出一筐，看得云里雾里，最后一个热心的群友解答了我的问题，说这是一个指针，不是函数
实体，我个人就认为这只是用来指向某个具体函数的（大佬来解答一下，这个东西真的是第一次见到）。
看完还是不会用，然后试一下直接使用，下载，仿真，DMA进入了中断，但是没有进入这个回调函数，放弃（我是说再百度试试，毕竟搞不出来老板会扣我工资的）。
又百度到说DMA中断调用的其实是和普通中断调用一样的函数，怎么理解，例如不用DMA而用中断，触发中断调用的是A函数，那么用DMA，DMA完成中断也是调用A函数，哇，ST设计的HAL真厉害（这对于小白很好用）。然后我马上在
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);这个函数失能定时器和DMA。发觉不好使，调试也进不去。
搞了一个多小时，想了想可以一步一步地仿真，看看程序到底进入了那个回调函数，发现TMD进入的是这个函数。如图。

好吧，那就用这个函数失能定时器和DMA，注意一下，这里的__weak是弱函数，也就是说你可以重新定义一个同名的函数，而不需要把他删除，程序就会执行你定义的函数。如图。

最终完成了，波形图。

最后说明一下，这个方式可以一个定时器输出4个频率可变的波形，而且数量可以控制，也不需要单片机频繁进入中断。但是会很耗内存，在波形不会因为其他因素而改变的情况下可以放在单片机的ROM，或者可以试试使用8位传输。