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第43章 STM32H7的DMA应用之双缓冲控制任意IO和脉冲数控制
本章教程为大家讲解定时器触发DMAMUX，控制DMA让GPIO输出PWM以及脉冲数的控制，实际项目中有一定的使用价值。
43.1 初学者重要提示
43.2 定时器触发DMA驱动设计
43.3 DMA板级支持包（bsp_tim_dma.c）
43.4 DMA驱动移植和使用
43.5 实验例程设计框架
43.6 实验例程说明（MDK）
43.7 实验例程说明（IAR）
43.8 总结
43.1 初学者重要提示
- 学习本章节前，务必优先学习第39章和42章，需要对DMAMUX，DMA的基础知识和HAL库的几个常用API有个认识。
- 相比定时器本身支持的PWM，这种方式更加灵活，可以让任意IO都可以输出PWM，而且方便运行中动态修改输出状态。
43.2 定时器触发DMA驱动设计
定时器触发DMAMUX，控制DMA让GPIO输出PWM的实现思路框图如下：
下面将程序设计中的相关问题逐一为大家做个说明。
43.2.1 定时器选择
使用DMA的话，请求信号都是来自DMAMUX2，而控制DMA做周期性传输的话，可以使用定时器触发，这样的话就可以使用DMAMUX的请求发生器功能，支持如下几种触发：
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_DMAMUX1_CH0_EVT 0U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_DMAMUX1_CH1_EVT 1U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_DMAMUX1_CH2_EVT 2U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_LPTIM1_OUT 3U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_LPTIM2_OUT 4U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_LPTIM3_OUT 5U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_EXTI0 6U
#define HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_TIM12_TRGO 7U
我们这里使用的是TIM12_TRGO。
接下来就是TIM12的时钟配置问题，代码如下：
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: TIM12_Config
4. * 功能说明: 配置TIM12，用于触发DMAMUX的请求发生器
5. * 形 参: _Mode
6. * 0 配置为100KHz触发频率，如果DMAMUX配置为单边沿触发，那么输出PWM频率是50KHz，双边沿是
7. 100KHz。
8. * 1 配置为10KHz触发频率，如果DMAMUX配置为单边沿触发，那么输出PWM频率是5KHz，双边沿是10KHz。
9. * 返 回 值: 无
10. ******************************************************************************************************
11. */
12. void TIM12_Config(uint8_t _Mode)
13. {
14. TIM_HandleTypeDef htim ={0};
15. TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
16. TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0};
17. uint32_t Period[2] = {1999, 19999};
18. uint32_t Pulse[2] = {1000, 10000};
19.
20. /* 使能时钟 */
21. __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE();
22.
23. /*-----------------------------------------------------------------------
24. bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函数对时钟的配置如下:
25.
26. System Clock source = PLL (HSE)
27. SYSCLK(Hz) = 400000000 (CPU Clock)
28. HCLK(Hz) = 200000000 (AXI and AHBs Clock)
29. AHB Prescaler = 2
30. D1 APB3 Prescaler = 2 (APB3 Clock 100MHz)
31. D2 APB1 Prescaler = 2 (APB1 Clock 100MHz)
32. D2 APB2 Prescaler = 2 (APB2 Clock 100MHz)
33. D3 APB4 Prescaler = 2 (APB4 Clock 100MHz)
34.
35. 因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz;
36. 因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz;
37. APB4上面的TIMxCLK没有分频，所以就是100MHz;
38.
39. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14，LPTIM1
40. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17
41.
42. APB4 定时器有 LPTIM2，LPTIM3，LPTIM4，LPTIM5
43.
44. TIM12CLK = 200MHz/(Period + 1) / (Prescaler + 1)
45. 函数bsp_InitTimDMA1中DMAMUX1选择的是单边沿触发，每个时钟可以触发两次。
46. ----------------------------------------------------------------------- */
47. HAL_TIM_Base_DeInit(&htim);
48.
49. htim.Instance = TIM12;
50. htim.Init.Period = Period[_Mode];
51. htim.Init.Prescaler = 0;
52. htim.Init.ClockDivision = 0;
53. htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
54. htim.Init.RepetitionCounter = 0;
55. HAL_TIM_Base_Init(&htim);
56.
57. sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
58. sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;
59.
60. /* 占空比50% */
61. sConfig.Pulse = Pulse[_Mode];
62. if(HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htim, &sConfig, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
63. {
64. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
65. }
66.
67. /* 启动OC1 */
68. if(HAL_TIM_OC_Start(&htim, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
69. {
70. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
71. }
72.
73. /* TIM12的TRGO用于触发DMAMUX的请求发生器 */
74. sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_OC1REF;
75. sMasterConfig.MasterOutputTrigger2 = TIM_TRGO2_RESET;
76. sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
77.
78. HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim, &sMasterConfig);
79. }
这里把几个关键的地方阐释下：
- 第14 – 16行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
- 第17 – 18行，定义了两组周期变量和占空比变量，用来设置TIM12。
- 第20 – 71行，注释已经比较详细。
当选择第1组配置时，
TIM12CLK = 200MHz / (Period + 1) / (Prescaler + 1) = 200MHz/（1999+1） = 100KHz
占空比 = Pulse / (Period + 1) = 1000 / （1999+1）= 50%
当选择第2组配置时，
TIM12CLK = 200MHz / (Period + 1) / (Prescaler + 1) = 200MHz/（19999+1） = 10KHz
占空比 = Pulse / (Period + 1) = 10000 /（19999+1）= 50%
- 第22 – 40行， TIM12的TRGO用于触发DMAMUX的请求发生器。
这些知识点在前面的定时器章节有更详细的说明。
43.2.2 DMAMUX和DMA配置
完整配置如下：
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_InitTimDMA
4. * 功能说明: 配置DMAMUX的定时器触+DMA双缓冲控制任意IO做PWM和脉冲数控制
5. * 形 参: 无
6. * 返 回 值: 无
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. void bsp_InitTimDMA(void)
10. {
11. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
12. DMA_HandleTypeDef DMA_Handle = {0};
13. HAL_DMA_MuxRequestGeneratorConfigTypeDef dmamux_ReqGenParams = {0};
14.
15. /*##-1- 配置PB1用于PWM输出 ##################################################*/
16. __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
17. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
18. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
19. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
20. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
21. HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
22.
23. /*##-2- 使能DMA1时钟并配置 ##################################################*/
24. __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
25. DMA_Handle.Instance = DMA1_Stream1; /* 使用的DMA1 Stream1 */
26. DMA_Handle.Init.Request = DMA_REQUEST_GENERATOR0; /* 请求类型采用的DMAMUX请求发生器通道0 */
27. DMA_Handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;/* 传输方向是从存储器到外设 */
28. DMA_Handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; /* 外设地址自增禁止 */
29. DMA_Handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; /* 存储器地址自增使能 */
30. DMA_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; /* 外设数据传输位宽选择字，即32bit */
31. DMA_Handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD; /* 存储器数据传输位宽选择字，即32bit */
32. DMA_Handle.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; /* 循环模式 */
33. DMA_Handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW; /* 优先级低 */
34. DMA_Handle.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE; /* 禁止FIFO*/
35. DMA_Handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; /* 禁止FIFO此位不起作用，用于设置阀值 */
36. DMA_Handle.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE; /* 禁止FIFO此位不起作用，用于存储器突发 */
37. DMA_Handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE; /* 禁止FIFO此位不起作用，用于外设突发 */
38.
39. /* 初始化DMA */
40. if(HAL_DMA_Init(&DMA_Handle) != HAL_OK)
41. {
42. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
43. }
44.
45. /* 开启DMA1 Stream1的中断 */
46. HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream1_IRQn, 2, 0);
47. HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream1_IRQn);
48.
49.
50. /*##-4- 配置DMAMUX ###########################################################*/
51. dmamux_ReqGenParams.SignalID = HAL_DMAMUX1_REQ_GEN_TIM12_TRGO; /* 请求触发器选择LPTIM2_OUT */
52. dmamux_ReqGenParams.Polarity = HAL_DMAMUX_REQ_GEN_RISING; /* 上升沿触发 */
53. dmamux_ReqGenParams.RequestNumber = 1; /* 触发后，传输进行1次DMA传输 */
54.
55. HAL_DMAEx_ConfigMuxRequestGenerator(&DMA_Handle, &dmamux_ReqGenParams);/* 配置DMAMUX */
56. HAL_DMAEx_EnableMuxRequestGenerator (&DMA_Handle); /* 使能DMAMUX请求发生器 */
57.
58.
59. /*##-4- 启动DMA双缓冲传输 ################################################*/
60. /*
61. 1、此函数会开启DMA的TC，TE和DME中断
62. 2、如果用户配置了回调函数DMA_Handle.XferHalfCpltCallback，那么函数HAL_DMA_Init会开启半传输完
63. 成中断。
64. 3、如果用户使用了DMAMUX的同步模式，此函数会开启同步溢出中断。
65. 4、如果用户使用了DMAMUX的请求发生器，此函数会开始请求发生器溢出中断。
66. */
67. HAL_DMAEx_MultiBufferStart_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)IO_Toggle,
68. (uint32_t)&GPIOB->BSRRL,(uint32_t)IO_Toggle1, 8);
69.
70. /* 用不到的中断可以直接关闭 */
71. //DMA1_Stream1->CR &= ~DMA_IT_DME;
72. //DMA1_Stream1->CR &= ~DMA_IT_TE;
73. //DMAMUX1_RequestGenerator0->RGCR &= ~DMAMUX_RGxCR_OIE;
74.
75. TIM12_Config(0);
76. }
这里把几个关键的地方阐释下：
- 第11 - 13行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
- 第16 - 21行，配置PB1推挽输出。
- 第24 – 43行，配置DMA的基本参数，注释较详细。
- 第46 – 47行，配置DMA的中断优先级，并使能。
- 第50 – 56行，配置DMAMUX的请求发生器触发源选择的TIM12 TRGO，上升沿触发DMA传输。
- 第59行，采用双缓冲的中断方式启动DMA传输，这里中断注意第2个参数，第3个参数和第4个参数。第2个原地址，即缓冲0地址和第4个缓冲1的地址定义如下：
uint32_t IO_Toggle[8] ={
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
uint32_t IO_Toggle1[8] =
{
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
都是定义了8个uint32_t类型的变量。第3个参数非常考究，这里使用的GPIO的BSRR寄存器，这个寄存器的特点就是置1有效，而清零操作对其无效。
高16位用于控制GPIO的输出低电平，而低16位用于输出高电平工作，所以我们这里设置
GPIOB_BSRR = 0x00000002时，表示PB1输出高电平。
GPIOB_BSRR = 0x00020000时，表示PB1输出低电平。
通过这种方式就实现了PB1引脚的高低电平控制。
- 第71 – 73行，由于函数HAL_DMAEx_MultiBufferStart_IT会开启好几个中断（函数前面的注释比较详细），大家可以在这里关闭不需要开启的中断。
- 第75行，调用TIM12的初始化配置，默认TIM12配置的触发频率是100KHz，实现50KHz的方波输出（两次触发是一个周期）。
43.2.3 DMA存储器选择注意事项
由于STM32H7 Cache的存在，凡是CPU和DMA都会操作到的存储器，我们都要注意数据一致性问题。对于本章节要实现的功能，如果不需要运行中动态修改DMA源地址中的数据，可以不用管这个问题，如果要动态修改就得注意Cache所带来的的数据一致性问题，这里提供两种解决办法：
- 方法一：
设置DMA所使用SRAM3存储区的Cache属性为Write through, read allocate，no write allocate。保证写入的数据会立即更新到SRAM3里面。
/* 配置SRAM3的属性为Write through, read allocate，no write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- 方法二：
设置SRAM3的缓冲区做32字节对齐，大小最好也是32字节整数倍，然后调用函数SCB_CleanDCache_by_Addr做Clean操作即可，保证BDMA读取到的数据是刚更新好的。
本章节配套例子是直接使用的方法一。例子中变量的定义方式如下：
/* 方便Cache类的API操作，做32字节对齐 */
#if defined ( __ICCARM__ )
#pragma location = 0x38000000
uint32_t IO_Toggle[8] =
{
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
#pragma location = 0x38000020
uint32_t IO_Toggle1[8] =
{
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
#elif defined ( __CC_ARM )
ALIGN_32BYTES(__attribute__((section (".RAM_D3"))) uint32_t IO_Toggle[8]) =
{
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
ALIGN_32BYTES(__attribute__((section (".RAM_D3"))) uint32_t IO_Toggle1[8]) =
{
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
0x00000002U,
0x00020000U,
};
#endif
对于IAR需要#pragma location指定位置，而MDK通过分散加载即可实现，详情看前面第26章，有详细讲解。
43.2.4 DMA中断处理
前面的配置中开启了DMA的传输完成中断、传输错误中断和直接模式错误中断（半传输完成中断未做开启），其中传输完成中断里面可以实现双缓冲的处理：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: DMA1_Stream1_IRQHandler
* 功能说明: DMA1 Stream1中断服务程序
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DMA1_Stream1_IRQHandler(void)
{
/* 传输完成中断 */
if((DMA1->LISR & DMA_FLAG_TCIF1_5) != RESET)
{
/* 清除标志 */
DMA1->LIFCR = DMA_FLAG_TCIF1_5;
/* 当前使用的缓冲0 */
if((DMA1_Stream1->CR & DMA_SxCR_CT) == RESET)
{
/*
1、当前正在使用缓冲0，此时可以动态修改缓冲1的数据。
比如缓冲区0是IO_Toggle，缓冲区1是IO_Toggle1，那么此时就可以修改IO_Toggle1。
2、变量所在的SRAM区已经通过MPU配置为WT模式，更新变量IO_Toggle会立即写入。
3、不配置MPU的话，也可以通过Cahce的函数SCB_CleanDCache_by_Addr做Clean操作。
*/
}
/* 当前使用的缓冲1 */
else
{
/*
1、当前正在使用缓冲1，此时可以动态修改缓冲0的数据。
比如缓冲区0是IO_Toggle，缓冲区1是IO_Toggle1，那么此时就可以修改IO_Toggle。
2、变量所在的SRAM区已经通过MPU配置为WT模式，更新变量IO_Toggle会立即写入。
3、不配置MPU的话，也可以通过Cahce的函数SCB_CleanDCache_by_Addr做Clean操作。
*/
}
}
/* 半传输完成中断 */
if((DMA1->LISR & DMA_FLAG_HTIF1_5) != RESET)
{
/* 清除标志 */
DMA1->LISR = DMA_FLAG_HTIF1_5;
}
/* 传输错误中断 */
if((DMA1->LISR & DMA_FLAG_TEIF1_5) != RESET)
{
/* 清除标志 */
DMA1->LISR = DMA_FLAG_TEIF1_5;
}
/* 直接模式错误中断 */
if((DMA1->LISR & DMA_FLAG_DMEIF1_5) != RESET)
{
/* 清除标志 */
DMA1->LISR = DMA_FLAG_DMEIF1_5;
}
}
注释的比较清楚。如果输出的PWM频率较高，建议将DMA的缓冲区设置的大些，防止DMA中断的执行频率较高。
由于使用了DMAMUX的请求发生器功能，函数HAL_DMAEx_MultiBufferStart_IT还会开启请求发生器溢出中断，对应的中断服务程序处理如下：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: DMAMUX1_OVR_IRQHandler
* 功能说明: DMAMUX的中断服务程序，这里用于处理请求发生器的溢出。
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DMAMUX1_OVR_IRQHandler(void)
{
if(DMAMUX1_RequestGenStatus->RGSR & DMAMUX_RGSR_OF0 != RESET)
{
/* 关闭溢出中断 */
DMAMUX1_RequestGenerator0->RGCR &= ~DMAMUX_RGxCR_OIE;
/* 清除标志 */
DMAMUX1_RequestGenStatus->RGCFR = DMAMUX_RGSR_OF0;
}
}
处理比较简单，检测到溢出中断后关闭溢出中断，同时清除标志。这个中断主要用于检测。另外，如果大家用到DMAMUX的同步模式，同步溢出中断也是在DMAMUX1_OVR_IRQHandler里面处理。
43.2.5 DMA脉冲个数控制
借助本章2.4小节的知识点，如果要实现脉冲个数的控制，在DMA中断服务程序里面动态修改缓冲区即可。比如我们配置：
- DMA开启双缓冲模式。
- DMA传输16次为一轮，每两次传输算一个周期的脉冲。
如果要实现100个脉冲，我们就可以在12轮，即12*8=96个脉冲的传输完成中断里面修改缓冲区1出低电平即可，再次进入传输完成中断后再缓冲区0输出低电平。
43.3 DMA板级支持包（bsp_tim_dma.c）
DMA驱动文件bsp_pwm_dma.c提供了如下两个函数：
- TIM12_Config
- bsp_InitTimDMA
43.3.1 函数TIM12_Config
函数原型：
void TIM12_Config(uint8_t _Mode)
函数描述：
此函数用于配置TIM12工作在OC输出比较模式，使用TIM12的TRGO作为BDMA请求发生器的触发源。
函数参数：
- 第1个参数用于配置TIM12的输出频率。
配置为数值0：表示配置为100KHz触发频率,配置为100KHz触发频率，如果DMAMUX配置为单边沿触发，那么输出PWM频。
配置为数值1：表示配置为10KHz触发频率，如果DMAMUX配置为单边沿触发，那么输出PWM频率是5KHz，双边沿是10KHz。
注意事项：
- 关于此函数的讲解在本章的2.1小节。
43.3.2 函数bsp_InitTimDMA
函数原型：
void bsp_InitTimBDMA(void)
函数描述：
此函数用于配置定时器触发DMA，可以实现任意IO做PWM输出。
注意事项：
- 关于此函数的讲解在本章2.2小节。
使用举例：
作为初始化函数，直接在bsp.c文件的bsp_Init函数里面调用即可。
43.4 DMA驱动移植和使用
低功耗定时器的移植比较简单：
- 第1步：复制bsp_tim_dma.c和bsp_tim_dma.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
- 第2步：这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO、TIM和DMA驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
- 第3步，应用方法看本章节配套例子即可。
43.5 实验例程设计框架
通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：
第1阶段，上电启动阶段：
- 这部分在第14章进行了详细说明。
第2阶段，进入main函数：
- 第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，LED和串口。
- 第2步，借助按键消息实现不同的输出频率调整，方便测试。
43.6 实验例程说明（MDK）
配套例子：
V7-011_DMAMUX的定时器触+DMA双缓冲控制任意IO做PWM和脉冲数控制
实验目的：
- 学习DMAMUX的定时器触+DMA双缓冲控制任意IO做PWM和脉冲数控制。
实验内容：
- 通过TIM12触发DMAMUX的请求发生器，控制DMA给任意IO做PWM输出。
实验操作：
- K2键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50%
- K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50%
PB1的位置：
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
bsp_InitTimDMA(); /* 初始化定时器触发DMA */
}
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM），FMC的扩展IO区和SRAM4。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置SRAM4的属性为Write through, read allocate，no write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}
主功能：
主程序实现如下操作：
- K1键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50%。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔50ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
/* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50% */
TIM12_Config(1);
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50% */
TIM12_Config(0);
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
43.7 实验例程说明（IAR）
配套例子：
V7-011_DMAMUX的定时器触+DMA双缓冲控制任意IO做PWM和脉冲数控制
实验目的：
- 学习DMAMUX的定时器触+DMA双缓冲控制任意IO做PWM和脉冲数控制。
实验内容：
- 通过TIM12触发DMAMUX的请求发生器，控制DMA给任意IO做PWM输出。
实验操作：
- K2键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50%
- K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50%
PB1的位置：
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
bsp_InitTimDMA(); /* 初始化定时器触发DMA */
}
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM），FMC的扩展IO区和SRAM4。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置SRAM4的属性为Write through, read allocate，no write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}
主功能：
主程序实现如下操作：
- K1键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50%。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔50ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
/* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，PB1输出5KHz方波，占空比50% */
TIM12_Config(1);
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，PB1输出50KHz方波，占空比50% */
TIM12_Config(0);
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
43.8 总结
本章节就为大家讲解这么多，控制DMA让GPIO输出PWM以及脉冲数的控制，实际项目中有一定的实用价值，望初学者熟练掌握。
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/4395108/blog/3317293