代码收藏家技术教程 2024-01-26

使用STM32 HAL库实现定时器触发DMA并口数据传输

代码目的：

STM32与FPGA通讯，通过8位并口线进行通讯，16byte的数据在10us之内通过8位并口数据线传给FPGA，FPGA读取该数据。

HAL库设置说明：

时钟采用80MHz，由于16byte的数据要在10us之内传完，那么10/（16*2）=0.3125us/次，也就是传输频率得≥3.2MHz。

定时器设置：为了方便起见，先选用了4MHz的传输频率。80MHz/((1+1) * (9 + 1)) = 4MHz，PWM的占空比为5/10=50%

关于PWM
PWM中Pulse与占空比有关，当定时器计数递增模式下，计数值从0开始，当CNT的值小于CCRx(也就是Pulse)，则输出CH Polarity的极性，当大于CCRx则输出相反极性，当CNT的值=ARR（counter period），则定时器溢出重新开始计数。

启动PWM有3种方式

顾名思义可以看出来，第一种启动后就开始输出；第二种是带中断方式，能产生中断；第三种就是DMA的方式，这种应用在电机精准步进控制上比较多，我打算通过这章方式应用到数据传输中，因为传输速度比较快，如果人为进行管脚输出我试过，16byte的数据即使在80MHz的时钟下也得50us左右，因为准备用DMA的方式。以上三种方式各有各的应用场景。

定时器触发DMA设置说明：传输方向是内存到外设端口，传输宽度16位=half word

代码实现

由于我设置的传输宽度是16位的，因此定义一组16位的数据缓冲区：
uint16_t databuf[16]；
原来的HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start_DMA(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel, uint32_t *pData, uint16_t Length)查看具体的代码可以知道，主要是针对PWM的占空比进行配置的。因此重写该函数，将外设地址改为GPIOF端口：
HAL_DMA_Start_IT(htim->hdma[TIM_DMA_ID_CC2], (uint32_t)pData, (uint32_t)(&(GPIOF->ODR)), Length）
在主函数中进行调用即可。
MY_TIM_PWM_Start_DMA(&htim5,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)(&databuf), 16);
在回调函数HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback中停止DMA，并置标志位u8dmacop ，为下一次传输做准备。

  while (1)//主函数中
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	  if(u8dmacop)
	  {
		  u8dmacop = 0;
			htim5.Instance->CNT = 0;
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
			MY_TIM_PWM_Start_DMA(&htim5,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)(&databuf), 16);
	  }
  }

void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if( htim == &htim5)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
		u8dmacop = 1;
		HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim5, TIM_CHANNEL_2);
		htim5.Instance->CNT = 0;
	}

}

其中HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback是计数器CNT = CCRx值时进行触发，另外还有一个函数HAL_TIM_PWM_PeriodElapsedCallback，该函数是计数溢出时触发，也就是整个周期结束，CNT=ARR时。
为了用示波器查看方便，把缓冲区数据做递增处理，使得8位并口线最低位可以看到数据的来回变化。用示波器在PF7管脚可以看到4MHz的PWM波在输出，数据最低位管脚在2MHz的频率变化，输出波形有8个，也就是16组数据。