通过TIM+DMA Burst 实现STM32输出变频且不同脉冲数量的PWM波形

Burst介绍：

DMA控制器可以生成单次传输或增量突发传输，传输的节拍数为4、8或16。

为了确保数据一致性，构成突发传输的每组传输都是不可分割的：AHB传输被锁定，AHB总线矩阵的仲裁器在突发传输序列期间不会撤销DMA主设备的授权。

作用：

可以通过Burst进行多个寄存器的同时修改，在M2P时同时配置多个定时器。

burst会占用总线直到数据发完为止，此期间CPU打断不了，但是不连续的节拍之间CPU依然可以打断

问题剖析：

需要STM32输出 变频 且不同 脉冲 数量的 PWM 波形，具体要求如下：

交替输出两组参数：

参数组1：频率较高（ARR=1000），输出3个脉冲（RCR=2）。

参数组2：频率较低（ARR=5000），输出2个脉冲（RCR=1）。

实现方式：通过DMA Burst功能，在一次定时器事件中批量修改多个寄存器（ARR、RCR、CCR），无需CPU干预。

STM32的TIM模块支持DMA Burst功能，允许通过单次定时器事件触发多次DMA传输，从而批量更新多个寄存器。其核心硬件模块如下：

(1) 关键寄存器

TIMx_DCR（DMA控制寄存器）：

DBSS (DMA Burst Source Selection)：选择触发DMA Burst的事件源（如定时器更新事件）。

DBL (DMA Burst Length)：设置一次DMA Burst传输的数据个数（例如3次传输，对应修改ARR、RCR、CCR）。

DBA (DMA Burst Address)：设置DMA传输的起始寄存器地址偏移（例如ARR寄存器的地址偏移为0x2C）。

TIMx_DMAR（DMA地址寄存器）：

DMA通过访问此寄存器，将数据写入目标寄存器（如ARR、RCR、CCR）。

(2) 工作原理

触发事件：定时器产生指定事件（如更新事件TIM_UPDATE）。

DMA请求：事件触发DMA Burst传输，DMA控制器根据TIMx_DCR配置的传输次数（DBL）和起始地址（DBA），将内存中的数据连续写入多个寄存器。

自动更新参数：寄存器值被修改后，定时器立即使用新参数生成PWM波形。

理解关键参数：

Burst Size与传输次数的关系

在STM32的DMA Burst模式中，Burst Size 表示单次突发传输（Burst）中连续传输的数据单元个数，而传输总次数由以下两个参数共同决定：

Burst Size（突发传输单元数）：例如设置为4，表示一次突发传输4个数据单元。

Data Width（数据宽度）：每个数据单元的大小（字节、半字或字）。

NDTR（Number of Data）：DMA传输的总数据单元数（需在代码中动态设置）。

公式：

总传输次数 = NDTR / Burst Size

例如：若NDTR=12，Burst Size=4，则总传输次数为3次（每次突发传输4个单元）。

这里我们让DMA Burst输出一次，一次传四个数据单元的值（实际上只用三个，但是mx中只可以配4increment，第四个数据传0即可），输出的脉冲个数通过传入的四个单元值中RCR 的值决定；

PWM 参数定义

ARR (Auto-Reload Register)：决定PWM频率。

频率公式：PWM频率 = 定时器时钟 / (ARR + 1)

示例：

pulse1 $0$ = 1000 → 频率 = 100MHz / 1001 ≈ 99.9 kHz

pulse2 $0$ = 5000 → 频率 = 100MHz / 5001 ≈ 20 kHz

RCR (Repetition Counter Register)：控制脉冲个数。

脉冲个数公式：脉冲数 = RCR + 1

示例：

pulse1 $1$ = 2 → 输出3个脉冲

pulse2 $1$ = 1 → 输出2个脉冲

CCR (Capture/Compare Register)：决定占空比。

占空比公式：占空比 = CCR / (ARR + 1)

示例：

pulse1 $2$ = 500 → 占空比 ≈ 50%

pulse2 $2$ = 2500 → 占空比 ≈ 50%

参数结构：

cs 复制代码

uint32_t pulse1[3] = {1000, 2, 500};  // ARR=1000, RCR=2, CCR=500
uint32_t pulse2[3] = {5000, 1, 2500}; // ARR=5000, RCR=1, CCR=2500

CubeMX设置：

在CubeMX中配置Burst Size

打开DMA Settings标签页，选择对应的DMA通道。

设置 Burst Size 为 4 Increment（根据需求选择1/4/8/16）。

设置 Data Width 为 Word（32位，与TIM寄存器位宽一致）。

勾选 Increment Address（内存地址递增）。

选择 Mode 为 Normal 或 Circular。（若需持续传输，选择Circular模式并且设置足够大的NDTR）

每次DMA Burst需传输3个寄存器值（ARR、RCR、CCR）。

每个寄存器为32位（4字节），共需传输12字节。

Burst Size = 4 Increment（每次传输4个数据单元，但实际仅用3个，最后一个填充0）。

Data Width = Word（32位）。

NDTR = 3（传输3个数据单元）。

HAL_DMA_Start_IT（）函数原型：

cpp 复制代码

HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start_IT(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress, uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength)

代码实现：

cpp 复制代码

uint32_t pulse_data[4] = {1000, 2, 500, 0}; // 第4个数据填充0
HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1, (uint32_t)pulse_data, (uint32_t)&TIM1->DMAR, 3);// NDTR=3

交替输出的实现

(1) 中断切换模式

第一次传输：DMA传输pulse1到TIM寄存器。

传输完成中断：在中断回调函数中重新配置DMA，传输pulse2。

循环触发：重复上述过程，实现交替输出。

(2) 双缓冲模式

配置双缓冲：使能DMA双缓冲，设置两组内存地址（pulse1和pulse2）。

自动切换：DMA传输完当前缓冲区后，自动切换到下一组参数，无需CPU干预。

关键代码片段（基于 HAL 库）

cpp 复制代码

// 1. DMA传输完成中断回调函数
void HAL_TIM_DMADelayPulseCplt(DMA_HandleTypeDef *hdma) {
  // 切换参数组
  static uint8_t is_pulse1 = 0;
  if (is_pulse1) {
    HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1, (uint32_t)pulse1, (uint32_t)&TIM1->DMAR, 3);
  } else {
    HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1, (uint32_t)pulse2, (uint32_t)&TIM1->DMAR, 3);
  }
  is_pulse1 = !is_pulse1;
}

// 2. 主函数初始化
int main(void) {
  // 初始化定时器和DMA
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1, (uint32_t)pulse1, (uint32_t)&TIM1->DMAR, 3);
  while (1) {
    // 其他任务
  }
}