01问题背景

客户需要使用 MCU 输出正弦波，但受限于 MCU DAC 数量不足，建议尝试使用 PWM加滤波方式产生正弦波。同时要求正弦波与固定电平交替输出。因此可用一个 TIM 输出PWM，同时用另一个 TIM 来定时切换输出正弦波或固定电平。

使用 TIM 输出 PWM 产生正弦波形时，需要结合 GPDMA 来实现。在 STM32U5 系列中，GPDMA 共有 16 个独立通道，其中 12-15 通道还具有 2D addressing/ repeat 功能。因此也可以使用一个 TIM 加 GPDMA 的一个 2D 通道实现 PWM 波形切换功能。

" F# w5 T) k$ {

02产生PWM

本文按以下配置产生 PWM，在 U575 NUCLEO 板测试：

（1）MCU 主频：100MHz

（2）PWM 频率 2MHz（周期 500ns），脉宽可调范围 0~50 个计数时钟，

（3）每个正弦波周期（10us）对应 20 个 PWM 脉冲，各 PWM 脉宽用计数时钟表示分别为：25, 33, 40, 45, 49, 50, 49, 45, 40, 33, 25, 17, 10, 5 , 1 , 0 , 1 , 5 , 10, 17

（4）将步骤 3 中的正弦波重复 1000 次，对应 10ms 的连续正弦波形

2.1. STM32CubeMX 生成测试工程

2.1.1. TIM1 CH1 PWM 配置

1 {' \5 n0 w7 M- @

图1. TIM1 CH1 PWM

2.1.2. GPDMA CH12 配置

. g" k; u" N' M2 Z, ]

选用 GPDMA 通道 12，并配置为循环模式：

% b+ ]2 P5 R. I

* H2 ?) k6 M/ G, _" c

图2. GPDMA CH12

# u& A8 P( @' h7 a# P

2.1.3. GPDMA Linked List 配置

创建 Linked List Queue，并配置为搭配 GPDMA 2D 功能通道使用。创建两个节点，TN1, TN2，并使用循环模式，指定首个循环节点为 TN1。

5 Q$ Y3 L' I) J( L, H

# A2 f6 v8 ~1 h9 e" O/ v# i% H0 _

图3. Linked List

TN1 节点配置，由此节点结合 TIM 来产生 PWM，并滤波成正弦信号：

（1）TIM1 更新事件作为 DMA 请求

（2）使能 2D 功能，一个 block 传输完成后，回退到数组起点，重新传输

（3）使能 Repeat 功能，重复 block 传输 1000 次

首先使能了 TrustZone 架构，然后将 LPGPIO 映射到了非安全区，并且配置了 DMA 链表功能，使用 LPTimer 作为触发，自动地修改 LPGPIO 的寄存器，从而达到在低功耗模式下，GPIO自动切换的功能。但遇到了 LPDMA 的配置问题，并且程序无法跳转到 Non-Secure 工程。

图4. Linked List Node1

TN2 节点配置，与 TN1 节点类似，用于切换到第二组数据产生第二种波形

' ], ]5 d: L& D' |; M' t9 N$ ?% U) d

图5. Linked List Node2

$ ^8 {0 o4 p6 g( A4 s

2.2. 测试代码

GPDMA Linked List 模式执行流程

/ N/ Q. }7 q1 O% g- m6 l7 m% C

图6. Linked List 执行过程及期望输

& C( x1 l# G$ B/ ~

03PWM滤波输出

) x' z/ |: A  y+ }: X" Z) ]( O

在 U575 NUCLEO 板上测试，结果如下：

* D) Y, G7 J9 ~  M

! r' f2 M  [: k. |0 W8 C3 B/ ?

图7. 实际输出

从实测结果来看，滤波后的正弦波频率，波形持续时长都符合预期。另外，与通过额外 TIM 计时来切换 PWM 输出的方式相比，使用 Linked List repeat 这种方式，正弦波与固定电平输出之间切换更平滑。

图8. 额外 TIM 计时来切换 PWM 输出

( u' l; u; O+ s: _3 Q* K

04小结

通过使用 GPDMA Linked List 模式，使用 2D addressing repeat 功能，能方便实现这种多种波形切换的应用场景。如 Node1 与 Node2 使用不同的数据长度和重复次数，则可得到不同时长的两种波形；通过增加更多 Node，则可得到多种不同波形。

- H: g: M& w. m- x2 N5 h( Z8 J2 O转载自： STM32单片机
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