基于STM32 DAC+TIMER+DMA经验分享

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攻城狮Melo 发布时间：2023-7-11 22:39

技术帖
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文章简介:	基于STM32 DAC+TIMER+DMA经验分享

现在有如下图所示的这样一个需求，希望使用STM32芯片来实现。

横轴表示时间，纵轴表示电压【3.3v为限】，不同时刻的电压输出不一样、持续时间也不尽相同。

此问题源于某高校STM32学习时的习题，这里拿出来一起交流探讨下。方法不是唯一的，尤其基于不同STM32系列。这里尽量使用通用、常规的方法，算是抛砖引玉。

显然，我们可以考虑使用STM32的DAC加TIMER以及片内其它资源加以实现。

对于这个实现我们可以分两种方式完成，每一种方式同时也体现不同难度。

我们可以考虑下面两种应用情形：

第一种方式：MCU除了做这一件事外，还做点别的，比方做按键响应、ADC采样这些，整体上没有太复杂的功能和要求。【中断方式】

第二种方式：MCU的主要工作是别的而不再是这个输出了，要求该输出自启动后不再需要CPU的参与，即由相应外设自行完成。【DMA方式】

对于第一种实现方式，我们可以用个TIMER作为时基，每到适当的计时点就通过TIMER中断及时修改DAC的输出值而改变输出电压。至于对DAC输出寄存器赋值，可以直接在定时器中断里操作，也可以先在定时器中断里设置标志位后在主循环里实现修改，可以灵活决定。显然，这样操作也不会影响其它按键处理、ADC处理等。该方式的实现就介绍到这里，重点聊聊第二种方式。

对于第二种方式，显然不能使用中断，这里就得DMA出场了。因为人家要求该输出自启动后不再让CPU参与。这里有两个量都是变的，DAC的输出值在变，不同DAC输出所持续的时间也在变。这两个变量都需要DMA帮忙完成，显然DAC的输出需要使用TIMER事件来触发DMA，这里使用更新事件比较合理。那么，TIMER自身的数据更新又如何实现呢？我们可以考虑使用TIMER的比较事件来触发另外的DMA请求以更新自己。

下面我使用STM32F4系列芯片的TIM1及DAC来实现第二种需求。【当然，使用STM32其它系列，比如G4,H5,H7,U5等都可以】

TIM1的更新事件触发DMA，修改DAC的输出寄存器的值以改变输出。另外，选择TIM1通道1的比较事件触发DMA【哪个通道比较事件不重要，能触发DMA即可】，使用TIMER DMA Burst传输同时修改TIM1的ARR,RCR,CCR1三个寄存器的值，此处RCR始终用0值。因为这里要修改CCR1的值，RCR夹在ARR和CCR1寄存器中间，做Burst传输时RCR必须每次被使用。【这里CCR1的值其实也可以固定不变。我是每次取ARR的中间值作为CCR1的值，不是必须的。主要是考虑到有些应用场合可能需要动态修改CCR值，在此特意拓展下TIMER Burst传输的应用介绍。】

下面是关于TIM1时基参数的初始配置，其中ARR和CCR1值我是随便设定的，算是个过渡值，目的就是产生更新事件和比较事件，之后都会按照代码中预定的数据运行。

下面是有关TIM1的基于更新事件和通道1比较事件的DMA配置。

下面截图是关于DAC的CubeMx配置，比较简单，开启其输出功能即可。

下面截图里的数组DacOutData[10]存放不同时刻DAC输出所对应的数据。数组PulseData3[30]存放10次DMA Burst 传输用到的数据。显然这两个数组数据在使用时间上要匹配，否则输出波形对不了。

下面是具体的用户代码，使用CubeMx进行配置和STM32 HAL库函数，以源码形式放在下面，供有需要的参考、使用。

HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1_up, (uint32_t) DacOutData, \
. ?$ K! b- v2 }# u% g) w1 q
(uint32_t)&hdac.Instance->DHR12R1, 10);% O! E: y9 ^- j1 D6 T2 p, O
2 R0 b. |: V# V6 n4 z2 S$ l- O* f
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim1,TIM_FLAG_UPDATE);
3 V4 U3 s" y4 f' s3 e
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim1,TIM_DMA_CC1);
. `/ e8 w5 k6 M0 @
6 x. p% A5 W. {3 F. ~" {
HAL_TIM_DMABurst_MultiWriteStart(&htim1, TIM_DMABASE_ARR, \
- @. h! e: e: h* E& D# [
TIM_DMA_CC1,(uint32_t *)PulseData3, \
2 {/ m. p7 Z U6 Z. |. ` z
TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFERS,10*3);% J$ l- K! T. w8 S) W- [" L
" V, b5 X1 c" |. {
__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_UPDATE);* R$ c( C" t4 ]
& r+ R; G- p, l( |
HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1);9 t3 A7 @# a7 J1 E* c' k
/ C# l9 w. z, q
__HAL_TIM_ENABLE(&htim1);