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。 $ ^! x( O {- k1 r 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 / U# O4 T' |( M5 G( {2 x) |9 n 2.1.1. TIM1 CH1 PWM 配置 图1. TIM1 CH1 PWM 2.1.2. GPDMA CH12 配置 0 Y$ ^7 t/ J/ O& {; v; A* \9 N 选用 GPDMA 通道 12,并配置为循环模式: * J* y3 @) L' D7 W ~( Q
图2. GPDMA CH12 " B! T0 j) J2 L& p. h) P4 O) O: u 2.1.3. GPDMA Linked List 配置 . {3 u7 P# Z. I 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。 图3. Linked List 7 M9 p/ E6 O0 J( x/ ]* J: M" P0 X 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 : F2 l% a4 ]- X: F% T# o; b, I6 X 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 2 ~) Z& S; C1 [; ]: b
图5. Linked List Node2 # A' F( D ^! ^5 R2 T+ d 2.2. 测试代码 7 H9 r) O; T) [4 K1 H
GPDMA Linked List 模式执行流程 图6. Linked List 执行过程及期望输 6 u& n |4 n4 g Y 03PWM滤波输出 ) {- R$ [/ p2 ^5 m 在 U575 NUCLEO 板上测试,结果如下: 9 V8 f" y# _- |8 r6 B9 D5 y5 {
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 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。 转载自: STM32单片机* n, o& a3 s/ p7 ^ y 如有侵权请联系删除 ; @2 O2 e- F9 {( k: V |
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