STM32的DAC加TIMER應(yīng)用演示

現(xiàn)在有如下圖所示的這樣一個(gè)需求，希望使用STM32芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

橫軸表示時(shí)間，縱軸表示電壓【3.3v為限】，不同時(shí)刻的電壓輸出不一樣、持續(xù)時(shí)間也不盡相同。

此問(wèn)題源于某高校STM32學(xué)習(xí)時(shí)的習(xí)題，這里拿出來(lái)一起交流探討下。方法不是唯一的，尤其基于不同STM32系列。這里盡量使用通用、常規(guī)的方法，算是拋磚引玉。

顯然，我們可以考慮使用STM32的DAC加TIMER以及片內(nèi)其它資源加以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于這個(gè)實(shí)現(xiàn)我們可以分兩種方式完成，每一種方式同時(shí)也體現(xiàn)不同難度。

我們可以考慮下面兩種應(yīng)用情形：

第一種方式：MCU除了做這一件事外，還做點(diǎn)別的，比方做按鍵響應(yīng)、ADC采樣這些，整體上沒(méi)有太復(fù)雜的功能和要求?！局袛喾绞健?/p>

第二種方式：MCU的主要工作是別的而不再是這個(gè)輸出了，要求該輸出自啟動(dòng)后不再需要CPU的參與，即由相應(yīng)外設(shè)自行完成?！?a href="http://srfitnesspt.com/tags/dma/" target="_blank">DMA方式】

對(duì)于第一種實(shí)現(xiàn)方式，我們可以用個(gè)TIMER作為時(shí)基，每到適當(dāng)?shù)挠?jì)時(shí)點(diǎn)就通過(guò)TIMER中斷及時(shí)修改DAC的輸出值而改變輸出電壓。至于對(duì)DAC輸出寄存器賦值，可以直接在定時(shí)器中斷里操作，也可以先在定時(shí)器中斷里設(shè)置標(biāo)志位后在主循環(huán)里實(shí)現(xiàn)修改，可以靈活決定。顯然，這樣操作也不會(huì)影響其它按鍵處理、ADC處理等。該方式的實(shí)現(xiàn)就介紹到這里，重點(diǎn)聊聊第二種方式。

對(duì)于第二種方式，顯然不能使用中斷，這里就得DMA出場(chǎng)了。因?yàn)槿思乙笤撦敵鲎詥?dòng)后不再讓CPU參與。這里有兩個(gè)量都是變的，DAC的輸出值在變，不同DAC輸出所持續(xù)的時(shí)間也在變。這兩個(gè)變量都需要DMA幫忙完成，顯然DAC的輸出需要使用TIMER事件來(lái)觸發(fā)DMA，這里使用更新事件比較合理。那么，TIMER自身的數(shù)據(jù)更新又如何實(shí)現(xiàn)呢？我們可以考慮使用TIMER的比較事件來(lái)觸發(fā)另外的DMA請(qǐng)求以更新自己。

下面我使用STM32F4系列芯片的TIM1及DAC來(lái)實(shí)現(xiàn)第二種需求。【當(dāng)然，使用STM32其它系列，比如G4,H5,H7,U5等都可以】

TIM1的更新事件觸發(fā)DMA，修改DAC的輸出寄存器的值以改變輸出。另外，選擇TIM1通道1的比較事件觸發(fā)DMA【哪個(gè)通道比較事件不重要，能觸發(fā)DMA即可】，使用TIMER DMA Burst傳輸同時(shí)修改TIM1的ARR,RCR,CCR1三個(gè)寄存器的值，此處RCR始終用0值。因?yàn)檫@里要修改CCR1的值，RCR夾在ARR和CCR1寄存器中間，做Burst傳輸時(shí)RCR必須每次被使用?！具@里CCR1的值其實(shí)也可以固定不變。我是每次取ARR的中間值作為CCR1的值，不是必須的。主要是考慮到有些應(yīng)用場(chǎng)合可能需要?jiǎng)討B(tài)修改CCR值，在此特意拓展下TIMER Burst傳輸?shù)膽?yīng)用介紹。】

下面是關(guān)于TIM1時(shí)基參數(shù)的初始配置，其中ARR和CCR1值我是隨便設(shè)定的，算是個(gè)過(guò)渡值，目的就是產(chǎn)生更新事件和比較事件，之后都會(huì)按照代碼中預(yù)定的數(shù)據(jù)運(yùn)行。

下面是有關(guān)TIM1的基于更新事件和通道1比較事件的DMA配置。

下面截圖是關(guān)于DAC的CubeMx配置，比較簡(jiǎn)單，開(kāi)啟其輸出功能即可。

下面截圖里的數(shù)組DacOutData[10]存放不同時(shí)刻DAC輸出所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。數(shù)組PulseData3[30]存放10次DMA Burst 傳輸用到的數(shù)據(jù)。顯然這兩個(gè)數(shù)組數(shù)據(jù)在使用時(shí)間上要匹配，否則輸出波形對(duì)不了。

下面是具體的用戶代碼，使用CubeMx進(jìn)行配置和STM32 HAL庫(kù)函數(shù)，以源碼形式放在下面，供有需要的參考、使用。

HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1_up, (uint32_t) DacOutData, 
 (uint32_t)&hdac.Instance- >DHR12R1, 10);


  __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim1,TIM_FLAG_UPDATE);
  __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim1,TIM_DMA_CC1);


  HAL_TIM_DMABurst_MultiWriteStart(&htim1, TIM_DMABASE_ARR, 
  TIM_DMA_CC1,(uint32_t *)PulseData3,   
  TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFERS,10*3);


  __HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_UPDATE);


  HAL_DAC_Start(&hdac,  DAC_CHANNEL_1);


 __HAL_TIM_ENABLE(&htim1);