STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析

STM32F4 5路PWM_DMA 控制千颗SK6812/WS2812库函数配置过程问题记录及解决方案记录

之前写过 F427上的单路WS2812控制(链接)
于是直接复制过来略作修改 改为2路DMA_PWM

#include "pwm_sk6812.h"

//共用参数
#define SK6812BIT_HIGH 3
#define SK6812BIT_LOW 1
const u8 SK6812BitDef[2] ={SK6812BIT_LOW,SK6812BIT_HIGH};
#define SK6812_NUMS 350
#define SK6812_SIZE 24*SK6812_NUMS+1	//最后一bit为reset电平	//还有另一种实现思路是使能DMA传输完成中断 并在该中断中将CCR寄存器置0

void Sk6812_Init(void)
{
	PWM2_Init();
	PWM2_1_DMA_Init();
	PWM2_2_DMA_Init();
}

void PWM2_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef          gpio;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef   tim;
	TIM_OCInitTypeDef         oc;

	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA ,ENABLE);
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB ,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);   

	gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;	//CH1,2
	gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&gpio);

	gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;	//CH3,4
	gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&gpio);

	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM2);//定时器2 通道1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM2);//定时器2 通道2
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_TIM2);//定时器2 通道3
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_TIM2);//定时器2 通道4

	/* TIM2 */
	tim.TIM_Prescaler = 19-1;	//18OK
	tim.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	tim.TIM_Period = 1*5;   //4->1us	//0.5HIGH 0.75LOW 0码; 0.75HIGH 0.5LOW 1码
	tim.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&tim);	//初始化时间基数单位

	oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
	oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	oc.TIM_OutputNState = TIM_OutputState_Disable;
	oc.TIM_Pulse = 0;
	oc.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
	oc.TIM_OCNPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	oc.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
	oc.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Set;

	TIM_OC1Init(TIM2,&oc);//定时器5 通道1
	TIM_OC2Init(TIM2,&oc);//定时器5 通道2
	TIM_OC3Init(TIM2,&oc);//定时器5 通道3
	TIM_OC4Init(TIM2,&oc);//定时器5 通道4

	TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
	TIM_OC4PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);

	TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);

	TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
}

u32 Pwm2_1_DMABuffer[SK6812_SIZE]={0};
void PWM2_1_DMA_Init(void)
{
    NVIC_InitTypeDef nvic;
    DMA_InitTypeDef dma;
    
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE);   //使能DMA传输
    delay_ms(1);

	DMA_Cmd(DMA1_Stream5, DISABLE);
	DMA_DeInit(DMA1_Stream5);
    dma.DMA_Channel = DMA_Channel_3;
    dma.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&TIM2->CCR1);  /* DMA外设基地址 *///DMA外设TIM5-CCR3地址/
    dma.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)Pwm2_1_DMABuffer; ///* DMA内存基地址 */DMA内存基地址/
    dma.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;/* 数据传输方向,从内存读取发送到外设 */
    dma.DMA_BufferSize = SK6812_SIZE;/* DMA通道的DMA缓存的大小 */
    dma.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;/* 外设地址寄存器不变 */
    dma.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;/* 内存地址寄存器递增 */
    dma.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;/* 数据宽度为32位 */
    dma.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;/* 数据宽度为32位 */
    dma.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;      ///* 工作在正常模式 */工作在正常缓存模式
    dma.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;   //DMA通道 x拥有中优先级 
    dma.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;   //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    dma.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;//DMA_FIFOThreshold_HalfFull;//DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull;
    dma.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    dma.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
		
	    /* 配置DMA */
    DMA_Init(DMA1_Stream5, &dma);

    /*使能TIM的DMA接口 */
	//TIM_SelectCCDMA(TIM5,ENABLE);
	//TIM_DMAConfig(TIM5, TIM_DMABase_CCR3, TIM_DMABurstLength_16Bytes);
	
    TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_Update, ENABLE);	/* 如果是要调节占空比就把这行去掉注释,注释另一行,再修改相应通道 */
	//TIM_DMACmd(TIM3, TIM_DMA_CC1, ENABLE);	/* 如果是要调节频率就把这行去掉注释,注释另一行,再修改相应通道 */

    DMA_Cmd(DMA1_Stream5, DISABLE);	 /*不使能DMA */  
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  /* 使能TIM5 */ //4个通道只使能一次
}

u32 Pwm2_2_DMABuffer[SK6812_SIZE]={0};
void PWM2_2_DMA_Init(void)
{
    NVIC_InitTypeDef nvic;
    DMA_InitTypeDef dma;
    
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE);   //使能DMA传输
    delay_ms(1);

    DMA_Cmd(DMA1_Stream6, DISABLE);
    DMA_DeInit(DMA1_Stream6);
    dma.DMA_Channel = DMA_Channel_3;
    dma.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&TIM2->CCR2);  /* DMA外设基地址 *///DMA外设TIM5-CCR3地址/
    dma.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)Pwm2_2_DMABuffer; ///* DMA内存基地址 */DMA内存基地址/
    dma.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;/* 数据传输方向,从内存读取发送到外设 */
    dma.DMA_BufferSize = SK6812_SIZE;/* DMA通道的DMA缓存的大小 */
    dma.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;/* 外设地址寄存器不变 */
    dma.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;/* 内存地址寄存器递增 */
    dma.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;/* 数据宽度为32位 */
    dma.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;/* 数据宽度为32位 */
    dma.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;      ///* 工作在正常模式 */工作在正常缓存模式
    dma.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;   //DMA通道 x拥有中优先级 
    dma.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;   //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
    dma.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;//DMA_FIFOThreshold_HalfFull;//DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull;
    dma.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    dma.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
		
	    /* 配置DMA */
    DMA_Init(DMA1_Stream6, &dma);

    /*使能TIM的DMA接口 */
	//TIM_SelectCCDMA(TIM5,ENABLE);
	//TIM_DMAConfig(TIM5, TIM_DMABase_CCR3, TIM_DMABurstLength_16Bytes);
	
    TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_Update, ENABLE);	/* 如果是要调节占空比就把这行去掉注释,注释另一行,再修改相应通道 */
	//TIM_DMACmd(TIM3, TIM_DMA_CC1, ENABLE);	/* 如果是要调节频率就把这行去掉注释,注释另一行,再修改相应通道 */

    DMA_Cmd(DMA1_Stream6, DISABLE);	 /*不使能DMA */  	
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  /* 使能TIM5 */	//4个通道最后只能使能一次
}



u32 Pwm2_1_Dmasetcounter=0;
bool PWM2_1_DMA_Enable(void)	//DMA1_S5C3
{
	static u8 start_flag=0;	//否则第一次无法启动
	if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream5,DMA_FLAG_TCIF5)!= RESET || start_flag!=1)	//传输完成标志,若在传输过程中再次设置将会打乱时序
	{
		start_flag=1;
		DMA_ClearFlag(DMA1_Stream5,DMA_IT_TCIF5);
		DMA_Cmd(DMA1_Stream5, DISABLE );
		DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Stream5,Pwm2_1_Dmasetcounter);	//SK6812_SIZE

		DMA_Cmd(DMA1_Stream5, ENABLE);
		//TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);  /* 使能TIM3 */
		TIM2->EGR |= 0x00000001;	/* 由于最后一次ARR值为0,这是为了停止定时器对io口的操作,但是不要忽略了一点:CNT并没有停止计数,而且是不会再停下来,如果没有手动操作的话,所以需要在每次dma使能时加上一句,将EGR里的UG位置1,清零计数器 */
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

u32 Pwm2_2_Dmasetcounter=0;
bool PWM2_2_DMA_Enable(void)	//DMA1_S6C3
{
	static u8 start_flag=0;	//否则第一次无法启动
	if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_Stream6,DMA_FLAG_TCIF6)!= RESET || start_flag!=1)	//传输完成标志,若在传输过程中再次设置将会打乱时序
	{
		start_flag=1;
		DMA_ClearFlag(DMA1_Stream6,DMA_IT_TCIF6);
		DMA_Cmd(DMA1_Stream6, DISABLE );
		DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Stream6,Pwm2_2_Dmasetcounter);	//SK6812_SIZE

		DMA_Cmd(DMA1_Stream6, ENABLE);
		//TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);  /* 使能TIM3 */
		TIM2->EGR |= 0x00000001;	/* 由于最后一次ARR值为0,这是为了停止定时器对io口的操作,但是不要忽略了一点:CNT并没有停止计数,而且是不会再停下来,如果没有手动操作的话,所以需要在每次dma使能时加上一句,将EGR里的UG位置1,清零计数器 */
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}


bool PAGE1_UpdateColor(u8 colors[][3],u16 led_nums)	//GRB 高位先发	//PWM2_1
{
	if(led_nums>SK6812_NUMS)	return false;
	for(int i=0;i=0;bit--)
			{
				Pwm2_1_DMABuffer[i*24+channel*8+(7-bit)]=SK6812BitDef[*(colors[i] + channel)>>bit&0x01];
			}
		}
	}
	Pwm2_1_DMABuffer[led_nums*24]=0;
	Pwm2_1_Dmasetcounter=led_nums*24+1;
	PWM2_1_DMA_Enable();
	return true;
}

bool PAGE2_UpdateColor(u8 colors[][3],u16 led_nums)	//GRB 高位先发  //PWM2_2
{
	if(led_nums>SK6812_NUMS)	return false;
	for(int i=0;i=0;bit--)
			{
				Pwm2_2_DMABuffer[i*24+channel*8+(7-bit)]=SK6812BitDef[*(colors[i] + channel)>>bit&0x01];
			}
		}
	}
	Pwm2_2_DMABuffer[led_nums*24]=0;
	Pwm2_2_Dmasetcounter=led_nums*24+1;
	PWM2_2_DMA_Enable();
	return true;
}

发现不能用
DEBUG发现不满足DMA使能函数的保护条件 不进断点
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于是查看寄存器
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查手册得知相关信息为:
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现象吻合猜测,即DMA从未完整传输过,原因可能是:初始化相关语句
代码繁多不易查找,直接对照寄存器看更方便而且不会出错
先准备好手册:

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STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第5张图片
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STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第7张图片
我们所使用的5个PWM-DMA为
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先看TIM2_1即DMA1数据流5通道3
查看DMA1->S5CR
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经过对照似乎一切正常
那么再看看NDTR寄存器
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在这里插入图片描述
发现NDTR值一直为设置值从未变过 ,即DMA没有传输任何数据
百度一下原因 没有任何有价值的信息
DMA各项设置都正常,结果却不正常,猜测也有可能是TIM外设没有触发DMA的更新导致DMA一直不传输数据,于是查看TIM寄存器

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STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第15张图片
从手册看结果似乎都是正常的
一时陷入僵局?
在这里插入图片描述
后来再openedv上找到一篇文章:http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=286717&extra=page=1
尝试把:

TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_Update, ENABLE);

改为

TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_CC1, ENABLE);

就正常工作了
STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第16张图片
但是在F427上使用TIM5-CH3 DMA1Stream0时使用

TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_Update, ENABLE);

却没有问题
该函数设置的是TIMx_DIER寄存器,即DMA触发请求。查寄存器手册:
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STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第18张图片
再看表
STM32F4 多路PWM_DMA 控制2000+颗SK6812/WS2812探索过程问题记录及解决方案记录 STM32库函数DMA配置过程全解析_第19张图片

原因大概就明了了:
TIM5_CH3和TIM5_UP共用一个数据流通道,所以在TIM5_CH3上使用DMA时初始化DMA出发请求为更新事件(UP)也可以达到相同的触发效果,但是对于TIM2_CH1来说就不行了

那么三个PWM-DMA通道控制1000个灯的程序就写好了如果想控制更多的灯 就需要开辟更多的buffer,对于F405RG而言,空间会不足。这个问题的分析与解决请见:【传送门(待续)】

(擦 CSDN的博客编辑器图片插入功能也太鸡肋了,图片一多要疯了)

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